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1、逆向工程-某汽车前门外形设计Reverse Engineering - shape design of a vehicle front door摘 要作为一种新产品开发以及消化、吸收先进技术的重要手段, 逆向工程和快速原型技术可以胜任消化外来技术成果的要求。它们的出现改变了传统产品设计开发模式, 大大缩短了产品开发的时间周期,提高产品研发的成功率。当今，各个行业越来越注重产品的外观设计，以此来吸引顾客，最终在商业上取得成功。这点在消费产品的设计中体现的尤为突出。特别是手机、数码相机、汽车等行业。现以逆向工程在汽车车门设计中的应用为例说明它的特点及其重要性。关键词： 逆向工程 快速成型技术 汽车
2、车门AbstractAs a new product development as well as digestion and absorption of advanced technology an important tool, reverse engineering and rapid prototyping technology capable absorb imported technology-based requirements.Their emergence has changed the traditional product design and development m
3、odel, greatly reducing product development cycle time, improve product development success rates.Today, every industry increasingly focused on product design in order to attract customers and ultimately commercial success.This design in consumer products especially embodied.Especially mobile phones,
4、 digital cameras, car and other industries.Reverse engineering is to design the car door is an example of its characteristics and its importance.Key word：reverse engineering rapid prototyping technologyvehicle door目录第一章 绪论1.1 逆向工程及其应用范围.11.2 逆向工程的结构体系.11.3 逆向工程研究及应用现状.21.4 CATIA软件的史.31.5 CATIA软件的应用.
5、4第二章 逆向工程中的关键技术2.1实物数字化技术.62.2 逆向工程中相关技术的研究重点.72.3 CATIA优势及其功能.8第三章 逆向建模3.1 建模目的.103.2 建模的准备工作.103.3 点云的处理.103.4 扫描点云的导入、输出.113.5 扫描点云的过滤处理.113.6 扫描点云的剪切处理.11 3.7 扫描点云的合并与分解.123.8 扫描点云的对齐.123.9 扫描点云的坐标变换.123.10 CLASS-A.123.11 结构件建模.133.12 结构件设计建模的步骤.143.13 车门结构的焊点布置及装配.163.14 检查评审.163.15 BOM表细化.163.
6、16 2D投图.173.17 整车逆向建模流程图.18结论.19参考文献.20致谢.22附录.23第一章 绪论1.1 逆向工程及其应用范围逆向工程(Reverse Engineering)也称反求工程，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量即数字化采样，然后根据测量数据通过三维几何建模方法重建实物的CAD数字模型，从而实现产品设计与制造的过程。逆向工程在工业制造领域的实际应用主要包括以下几个方面：新零件的设计，主要用于产品改型或仿型设计已有零件的复制和仿制，再现原产品设计复杂产品仿制等；损坏或磨损零件的还原，以便修复或重制产品的检测，例如检测分析产品的变形，检测焊接质量等，以及对加工产品与三
7、维数字化模型之间的误差进行分析。在制造业中，逆向工程已成为消化吸收新技术和二次开发的重要建径之一。作为改进设计的一种重要手段，它有效地加快了新产品响应市场的速度。同时，逆向工程也为快速原型提供了很好的成为制造业信息传递重要而简沽的途径之一。另外逆向工程在文化艺术、医学领域也有较好的应用，包括根据木制或泥塑模型进行艺术美学设计，数字文物和数字博物馆，虚拟手术等。1.2 逆向工程的结构体系逆向工程系统主要由三部分组成: 产品实物几何外形的数字化、CAD 模型重建、产品或模具制造。逆向工程中的关键技术是数据采集、数据处理和模型的重建。(1) 数据采集数据采集是逆向工程的第一步,其方法的得当直接影响到
8、是否能准确、快速、完整地获取实物的二维、三维几何数据, 影响到重构的CAD 实体模型的质量, 并最终影响产品的质量。(2) 数据处理对于获取的一系列点数据在进行CAD 模型重建前, 必须进行格式转换、噪声滤除、平滑、对齐、归并、测头半径补偿和插值补点等处理。将处理过的测量数据导入CAD系统, 依据前面创建的曲线、曲面构建出原型的CAD 模型。第二章 逆向工程中的关键技术2.1实物数字化技术即实物扫描的区域规划及精度保证技术, 研究在扫描时影响测量精度的各种因素, 保证精度而采用的方法和措施, 检查和验证精度的方法;在进行扫描区域划时如何综合考虑扫描精度、扫描效率和曲面拟合重构时的拟合精度、曲面
9、拼接光顺性问题; 零件基准测量的精度保证问题。德立科技有限公司新推出的基于美国星科和普赛技术的柔性三坐标测量及激光扫描检测系统FlexME 代表着新一代逆向工程(ReverseEngineering,RE) 和计算机辅助检测(ComputerAided Inspection, CAI) 系统已经开始进入中国。与传统的三坐标测量或激光扫描系统不同, 星科的柔性三坐标测量关节臂, 以及基于该关节臂和普赛公司的激光扫描测头的FlexME 系统不仅测量精度高、速度快、柔性好、范围大, 而且轻巧易搬、对使用环境无特殊要求, 可以用于机械产品的逆向工程、模具制造的计算机辅助检测、产品加工装配的在线或离线检
10、测。第三章 逆向建模3.1 建模目的 根据设计的要求，对提供的参考样车进行测量、扫描，取得真实完整的全套测量数据与扫描点云数据后进行处理，并以此作为逆向设计的基础数据，才能开展新车设计。3.2 建模的准备工作3.2.1 测量扫描获得点云数据，包含车门外表面、车门内表面、内表面加强件、车门附件等点云扫描数据进行数据转换。3.2.2 建立车身坐标系1. 先在水平面内找正，车身坐标系的Z向的零点的定义，对轿车面言，是在整车装备状态下的前轮中心点的Z坐标；车身Z坐标向上为正，向下为负。2. 找正Y轴方向，车身左右部分的对称面定义为坐标系Y的零坐标，车身左侧为负，右侧为正。根据右手定则，确定车身坐标系的X方向，向后为正，向前为负。车身各个方向找正定位后，即建立了车身测量坐标系。
