逆向软件介绍.pdf

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1、逆向工程逆向工程逆向工程定义逆向工程定义：将实物转变为 CAD 模型相关的数字化技术,几何模型重建技术和产品制造技术的总称;广义逆向工程：包括几何逆向,工艺逆向,材料逆向,管理逆向等诸多方面的系统工程;正向工程：正向工程：产品设计制造检验逆向工程：逆向工程：早期：美工设计手工模型 1：13 轴靠模铣床当今：工件模型3 维测量设计制造逆向工程设备：逆向工程设备：1，测量机：获得产品三维数字化数据点云/特征；2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理,实现曲面重构,甚至实体重构；3，CAD/CAE/CAM 软件；4，数控机床；逆向工程中的技术难点逆向工程中的技术难点：1，获得产品的数字化点云测量扫

2、描系统；2，将点云数据构建成曲面及边界,甚至是实体逆向工程软件；3，与 CAD/CAE/CAM 系统的集成；通用 CAD/CAM/CAE 软件4，为快速准确地完成以上工作,需要经验丰富的专业工程师人员；测量系统测量系统三坐标测量机测量原理：三坐标测量机测量原理：将被测物体置于三坐标测量空间,可获得被测物体上各测点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经计算求出被测物体的几何尺寸,形状和位置;三坐标测量机的组成：三坐标测量机的组成：1，主机机械系统；2，测头系统；3，电气控制硬件系统；4，数据处理软件系统；测量方式比较：测量方式比较：测量方式测量精度传感器测量速度前置作业基准工件材料测量死角误差非

3、接触扫描式1100um模拟光电器件100020000 点/秒需进行表面处理不需要建立基准坐标系不限定光学阴影处曲率变化大则误差大1，测量速度快；2，不需进行测头半径补偿；3，可测量柔软,易碎,不可接触,薄壁件,毛皮等工件；4，不会损伤工件表面精度1，测量精度差,特别是工件与测头不垂直时误差较大；2，无法测量特定几何特征；3，无法测量陡峭面；4，工件表面质量对测量精度影响较大接触触发式0.11um触发式开关器件低于 10 点/秒不需要处理需要建立基准坐标系大于一定硬度工件内部及其小尺寸孔,槽测头长则误差大1，精度高；2，对测量零件的粗糙度,反射性能要求不高3，可以直接测量工件几何特征1，速度慢；

4、2，需要对测量进行测头半径补偿；3，测头测量各向异性影响测量精度；4，测头易磨损,损伤工件表面精度；5，无法测量深孔,小孔,窄缝；6，曲面测量会引入测头补偿误差；优点缺点非接触式测头非接触式测头分为点测量,线测量,面测量；一,三角法位移测量法激光三角位移传感器二,结构光法三,激光测距法四,光干涉法五,图像分析法光源半导体激光器+柱状透镜+传感器 CCD 芯片组+镜头+带通滤光镜光束宽度：宽度越小,精度越高;线性偏光板/激光光源功率控制；逆向工程后处理逆向工程后处理逆向工程中 CAD 模型重建的核心是：通过对测量数据的处理,提取模型所需的表征零件形状特征的数据;基于特征的模型重建的研究主要集中在

5、特征识别,包括边界曲线和曲面,研究对象主要是规则特征;模型重建的重要目标是：还原特征以及特征间的约束;商用逆向工程软件商用逆向工程软件SDRC 公司Imageware 飞机模型风洞实验后电子模型,包括模块：（1）Surface：逆向工程工具,生成 Class A曲面；（2）Verdict：对测量数据和 CAD 模型进行对比评估；（3）Build it：提供在线测量能力,验证产品的制造性能；（4）RPM：生成快速成型产品；（5）View：生成三维测量报告;PTC 公司ICEM SurfA 级曲面构造工具,要求测量数据完整；Pro/DESIGNERCDRS 工业设计造型软件,侧重于概念设计,可以在

6、测量数据较少时完成逆向工程；DELCAM 公司CopyCAD（1）数字化点数据输入支持多种格式数据文件；（2）点操作进行加,减,删除,移动,补偿等；（3）三角测量；（4）产生特征线；边界,棱边,样条曲线等（5）曲面构造；（6）曲面质量校验；比较曲面与点数据,色差图,文字报表,面轮廓度；（7）输出格式；IGES,STL,ASCII,DUCT,三角曲面等UGS&ParaformQuick Shape（1）逆向工程和快速曲面生成（2）设计面向制造；如生成分模线等（3）处理点云数据；（4）曲面质量校验；（5）工装修改简洁；MDTV 公司法国Surface Reconstruction（1）可接收大量的

7、点云数据超过百万；（2）检测和编辑点云；（3）以交互式自动生成特征曲线；（4）自动识别特征,棱边,过渡面等；（5）自动生成曲面；（6）对重构曲面模型作精度检测和质量评估；（7）与 Euclid,STRIM 集成;Raindrop Geomagic 公司Geomagic Studio：对点云处理和三维曲面构建功能最强大包括：(1)Gemagic Qualify(2)Gemagic Shape(3)Gemagic Wrap(4)Gemagic Decimate(5)Gemagic Capture主要功能（1）自动将点云数据转换为多边形；（2）快速减少多边形数目；（3）将多边形转变为 NURBS 曲

8、面；（4）曲面分析；（5）支持多种输出格式;Paraform 公司Paraform：包括：(1)Paraform Design and Manufacturing(2)Paraform Entertainment(3)Paraform Inspect(4)Paraform PolySurf(5)Paraform Viewer(6)Points2Polys softwareAlias Wavefront公司 SGISurfaceStudio（1）Designer（2）Animator（3）Power Antimator（4）Studio（5）Auto Studio特点：由曲线来构造曲面,首先由用

9、户输入一系列的B 样条曲线,然后由系统提供各种曲面构造工具来生成曲面,最后经拼接缝合形成复杂的三维模型;技术特征：1，点云处理：多种格式,点云编辑,网格处理,点云可视,对齐,检查,生成剖面线,特征线；2，曲线构造：自动抽取特征轮廓线,生成结构曲线,曲线拟合；3，曲线编辑：编辑控制点,节点,曲线光顺等；4，曲面构造：曲线曲面相关；5，曲面过渡；6，曲面修整；7，评估曲线曲面性质INUS Technology公司韩国RapidForm日立造船信息系统株式会社HZS 公司日本GRADEMaterialise 公司比利时Mimics逆向工程软件要求逆向工程软件要求（1）与测量扫描系统集成：一般通过IG

10、ES 或 STL；（2）能够对原始离散坐标点进行相应处理：噪声滤除,点云的插值,筛减,排序,光顺,数据分块,基准重建数据对齐；（3）特征识别：能够识别几何特征类型,如直线,平面,孔,柱,锥,二次曲面等；（4）曲线的构建和编辑；（5）曲面的构建和编辑；（6）与 CAD/CAM/CAE 系统集成；正向设计正向设计设计过程的本质是通过提取有效的约束来建立其约束模型并进行约束求解;商用正向工程软件商用正向工程软件EDS 公司UG：以 Parasolid 为内核,基于约束的特征建模为一体的混合建模技术;实体化曲面处理能力是其主要特征和优势,加工能力较强;I-deas：工程分析功能最强Matra 公司法国

11、Euclid：集机械设计与工业设计于一身的企业级并行工程解决方案Strim：专门针对曲面,DGMDigitized Points Machining,SRSurface ReconstructionPTC 公司Pro/Engineer：参数化,基于特征,全相关;HZS 公司日本GRADE/CUBE-NC：专门的曲面造型和模具制造软件,曲线曲面处理能力最强;不能进行实体造型;快速原型快速原型 RPRP 快速模具技术快速模具技术 RTRTRPRP 定义：定义：将 CAD 产生的数据模型,以层层堆栈方式,快速自动地制作;原型机厂商：原型机厂商：3DSystem,DTM,Stratasys,Helis

12、ys,EOSEosint,EOSStereos,Sanders,Cubital,D-MEC,CMET,Soligen,Zcorp,Kira概念型,生产型,专用型；流程包括以下步骤：（1）设计三维模型或用扫描点数据构建网格面；（2）将模型存为 STL 格式文件；（3）利用软件进行分层处理并生成加工路径；（4）输入快速成型机,制作原型件；（5）原型后处理,如抛光,固化等;材料：（1）液体聚合,固化；（2）粉末烧结与粘结；（3）丝材,线材熔化烧结；（4）膜,板材层合;工艺：（6）立体印刷成型；（7）层合实体制造；（8）选域激光烧结（9）熔融沉积造型；（10）三维喷涂粘结；（11）焊接成型；（12）数码累积造型;注：本文章只是为工程技术人员技术交流,未经作者许可,不得用于商业目的;公冶凡强