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以现代设计理论、方法、技术为基础,运用人员的工程设计经验、知识和创新思维,对已有新产品进行解剖、深化和再创造,是已有设计的设计,这就是逆向设计的含义,特别强调再创造是反求的灵魂。逆向工程主要由三部分组成:
即产品实物几何外形的数字化、CAD模型重建、产品或模具的制造。
如下操作步骤: 三维扫描仪获取的点云数据,导入逆向工程软件中,进行点云数据前期处理。主要过滤多余的噪音点,降低数据量特征的前期下。基本的建构方式,通过提取特征点云,再构建特征曲线。因为三维扫描仪获取充足的点云数据,为了获取被测物件特征,在此过程中会获取一些过于的点云数据。为了提取特征快速准备,提取特征点是的工作。一般提取特征点云,有些经验所致。好提取相交十字叉式的特征点云数据。因为,逆向工程设计的基本原则是:
点 线 面 体
依照如此设计规律,所以在提取特征点云是,需要多加注意,分析如何才能将特征点云连接制成特征曲线。
十字相交叉特征曲线构建完成,通过扫掠指令,选择两条相交叉曲线,完成曲面特征提取。此时,块特征曲面提取成功。该特征曲面有UV方向控制线构成。可以通过指令设置UV控制曲线的阶数
在调整特征曲面同时,需要将整个点云数据跳入。如图所示,提取的高阶曲面是红色区域,原始点云数据是淡蓝色区域。通过调整UV方向控制点,将曲面与实际点云数据匹配。在调整UV方向控制点的同时,需要参考实际点
云数据。只有提取的高阶曲面与实际点云数据足够贴近,且提取高阶曲面与实际点云的距离误差值在0.02mm以内。
如上图所示,只有在红色曲面与淡蓝色原始点云数据交叉重叠时,提取的高阶曲面方为佳。此时的高阶曲面,与实际点云的偏差距离在0.02mm以内,完成了高阶曲面提取工作。逐次类推逐个提取高阶曲面,将原始点云数据完全替代为有效的高阶曲面。
在机械领域中,逆向工程应用主要集中在实物逆向,即在没有产品零件图纸或者图纸不完整以及没有CAD模型的情况下,按照现有零件的实物,利用3D测量系统获取数字化信息,再通过CAD技术重新构造实物CAD模型的过程。它与传统的正向设计有着很大差别。通过逆向工程所获得的CAD模型,再经过CAM或RP系统可以复制一个外型尺寸相同的零件实物。
三维扫描数据采集技术已成为联系新产品开发过程中各种技术的纽带,并成为实现新产品快速开发的重要技术手段。逆向工程技术是近几年迅速发展起来的一门新兴学科,也称为反求工程。从广义讲,逆向工程可分为:实物逆向、软件逆向和影像逆向三大类。
2逆向工程的数据处理及常用软件
数据处理是逆向工程的一个重要的技术环节,它决定了CAD模型重建过程是否能够方便、准确地进行。使用三维扫描仪测取的三维几何坐标数据都是一些离散点的点云数据,其中存在着噪声点,所以还需要相应的软件来处理点云数据。点云数据的处理包括噪声去除、多视对齐、数据精简、数据光顺、数据分割等诸多方面。目前比较常用的逆向工程软件有:
(1)Geomagic。 (2)Imageware。
(3)CopyCAD。 (4)RapidForm。
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