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1、浙江科技学院毕业设计（论文）II浙 江 科 技 学 院本 科 毕 业 论 文(2014 届)题 目 摩托车外壳零部件的逆向 CAD设计 学 院 机械与汽车工程学院 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 机制 105 学 号 学生姓名 指导教师 开题日期 2014 年 1 月 10 号 浙江科技学院毕业设计（论文）I摩托车外壳零部件的逆向CAD设计学生姓名： 指导教师：浙江科技学院机械学院摘 要逆向工程作为一种新的技术手段，随着计算机技术的发展，正逐步走进人们的视野。逆向工程区别于传统的正向设计，通过实体三维数据取得、点、线、面、建立模型的方法快速成型，逆向工程可以大大提高产品开发效率和产品质
2、量。本文按照逆向工程的一般方法和步骤：测量点云、点云预处理、曲面重建、CAD 模型重构，综合运用 Imageware 和 UG 对摩托车外壳零部件进行 CAD 逆向设计，合理建立摩托车外壳曲面模型。最后对重构模型进行误差分析。关键词：逆向工程 点云 曲面重建 IMAGEWAR浙江科技学院毕业设计（论文）IIReverse CAD design of Motorcycle Parts CaseStudent: Mingquan Zhou Advisor: Dr.xu School of Mechanical and Automotive Engineering Zhejiang Universi
3、ty of Science and TechnologyAbstractReverse engineering as a new techniques, with the development of computer technology, is gradually into peoples vision. Reverse engineering is different from traditional forward design, three-dimensional data obtained by the entity, point, line, surface modeling m
4、ethod of rapid prototyping, reverse engineering can greatly improve product development efficiency and product quality. In this paper, according to the general method and procedure of reverse engineering: measuring point cloud, point cloud pre-processing, surface reconstruction, CAD model reconstruc
5、tion, integrated use of Imageware and UG on motorcycle parts CAD reverse design, Establish reasonable motorcycle shell surface model. Finally, model for the reconstruction error analysis.Keywords：Reverse engineering Point cloud Surface reconstruction I MAGEWAR浙江科技学院毕业设计（论文）III目录摘 要.IAbstract.II目 录.I
6、II 第1章 绪论.1. 1逆向工程简介.12逆向工程技术的应用领域.13逆向工程的存在问题.1. 4逆向工程技术研究现状和发展趋势.1.4.1逆向工程研究现状.1.4.2逆向工程技术的发展趋势 .第二章 逆向工程技术.2. 1 实 体 三 维 数 据 测 量 技 术 .2. 2点云数据处理技术.2. 3模型重构.2. 4模型误差分析.第三章 摩托车外壳的逆向建模实例.3. 1摩托车外壳分析.3. 2点云对齐网格.3. 3点云精简.3. 4顶面重构.3. 5侧面建立过程 .3. 6外轮廓建立 .3. 7模型修改 .3. 8误差分析 .参考文献.致谢.浙江科技学院毕业设计（论文）1第一章 概述1
7、.1 逆向工程简介逆向工程（Reverse Engineering，RE）也被称为反向工程、反求工程等。描述了一种与传统方式不一样的产品开发生产过程。逆向工程起源于对质量的检测和对精度的检测，逆向工程是一种由设计下游反馈到设计上游的一种全新的方法。人们的一般理解，产品的设计制造是从无到有的过程：设计师要以产品外形，功能，技术参数为第一步进行合理化的构思，然后利用计算机自动化进行不断的修正建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转化为实体的一个过程，这样完成产品的整个设计制造周期我们称之为“正向设计” 。逆向过程作为一种新的技术则是一个“从有到无”的过程。逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向
8、推出产品的数据（包括设计图纸或三维数字模型）的过程，极好的适应了现代化产品品种多，个性化，小批量生产的要求。本文提到的逆向工程是对实物进行测量反馈为三维模型，是一种几何反求。因此这里提及的逆向工程，是用某种测量手段获取实物的空间数据坐标，根据这些三维数据运用三维几何建模重新构建物体的 CAD模型的一个过程，是一个由样品到产品数字化并且进行优化的过程。几何类逆向工程的流程图容如图 1.1(逆向工程技术)仿制、改制产品 二维图样、技术文档仿制、改制产品CAD 模型重构 数据测量处理PDM系统 制作系统 CAM 快速原型 RP实物或模型产品样件模具新产品提取几何特征浙江科技学院毕业设计（论文）2图
9、1.1 逆向工程流程图1.2 逆向工程技术的应用领域二十一世纪随着时代和技术的发展，计算机技术在制造业上也得到了快速的发展，数字化测量技术的发展速度更是引人注目，同时数据的测量也是逆向工程发的一项关键性技术，这对推动逆向工程的发展起了非常大的作用。通过数字化测量设备（如三坐标测量机、投影光栅法等）获取的实物的空间表面分布数据，经过逆向工程技术的处理获得产品的 3D数字模型，从而输送到 CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是“将产品样件转化为 CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称。各种先进技术中逆向工程技术已经成为新产品开发设计过程中不可缺的一部分，且居于核心地位
10、。已被各个国家广泛运用于吸收消化国外先进技术和经验。主要表现在下面几个方面：1.新产品的开发 2.产品的仿制和改造设计 3.快速原型制造 4.快速模具制造 5.产品数字化检测 6.医学领域断层扫描 7.服装，头盔等设计制造 8.艺术品，考古文物的复制。1.3.逆向工程的存在问题逆向工程一般可以分成四个阶段数据获取、数据处理、数据划分和曲面建立、三维模型建立。四个阶段再加上最后一步 RPM或者 RT成为逆向工程技术上的难题，另外还存在加工工具和人员方面的问题。技术方面1.数据的获取 数据的获取是逆向工程第一步的工作，也是建立 CAD建模的重要环节。可以按照测量方式的不同分为接触测量和非接触测量两个大类。接触式的测量方法是通过探测头与物体接触从而记录空间位置坐标：非接触式测量的方法是用光学、声学、磁学等领域中相关的知识，通过物理转换为空间三维坐标。2.数据预处理 数据预处理也是 CAD建模中不可或缺的一步，它可以直接影响后期的三维模型的整体的质量。数据的预处理基本包括多视拼合，曲面分析，曲面划分，点云去噪，点云精简等相关工作。多视拼合采用的是手工的方式，通过对多个视角的旋转移浙江科技学院毕业设计（论文）3动以达到对其
