逆向工程技术及其应用
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
逆向工程实例
• 5、取好后的特征线。
• 6、对曲线进行曲率分 析，对于不符合要求 的曲线做光顺处理。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
逆向工程实例
• 7、利用特征线生 成自由曲面。
• 8、生成过渡曲面。 注意曲面之间要保 证曲率(G2)连续。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
3.1 逆向工程定义
正向工程是泛指按常规的从概念(草图)设计到具体模型设 计再到成品的生产制造过程。正向工程与逆向工程的本
质区别在于设计是从哪里开始的。
a)正向工程 概念设计 详细设计 CAD数模
模具
成品
b)逆向工程 实物样件 数据获取 CAD数模
模具
成品
Байду номын сангаас
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
逆向工程技术 及其应用
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
3.1 快速成型的前处理
3.1.1 三维模型的构建方法
⑴ 应用计算机三维设计软件，根据产品的要求设计 三维模型；
⑵ 应用计算机三维设计软件，将已有产品的二维图纸 转化为三维模型； ⑶ 仿制产品时，应用反求设备和反求软件，得到产品 的三维模型； ⑷ 利用Internet网络，将用户设计好的三维模型直接 传输到快速成型工作站。
误差，在进行半径补偿时也会出现误差。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
采用三角几何法的扫描仪
优点：能快速采集物体的表面点数据信息。 缺点：采集精度受目标物体表面质量和扫描仪与目标物
体之间的距离和环境因素等影响。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
三维激光扫描仪工作流程
• 1、 对要扫描的零件做好表面处理,如喷漆或喷砂 处理。
• 2、规化扫描方法，如果是大的板金件采取平面扫 描方式，如果是回转体可选择旋转扫描方式。尽 量以最少的次数采集最多的数据。
• 3、将零件固定在工作台上，保证稳定。 • 4、确定扫描范围，调整激光强度及步进大小。 • 5、开始扫描数据。 • 6、保存数据文件，扫描完毕。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
选中模 型的所 有照片 然后点 击打开
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
逆向工程实例
• 3、根据样件的特点提取 特征线，本案例按照一条 曲线取截面线。
• 4、对拟合曲线进行误差 分析，确定在允许范围内， 可进行下面的工作，否则 要重新以更多的控制点进 行拟合，直到把误差控制 在允许范围之内。控制点 不宜过多，这样会影响曲 线质量。
接触式 测 量 设 备 非接触式
CMM 机械手
基于光学 基于声学 基于磁学
三角几何测量法
干涉法 光速测距法 结构化光照法 图像分析法
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
机械手
优点：具有携带方便，测量精度高等特点。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
三坐标测量机(CMM)
优点：测量精度较高，价格低廉。 缺点：测量速度慢，对于柔性材料会出现变形而产生测量
打印模型
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
首先我 们需要 拍一个
物体 360度 的照片 ，照片 越多越
好
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
打开软 件，注 册一个 Autod esk帐 号登录
。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
登录后 点击 Create a New Capture
。
入三维造型软件 • 4、构造自由曲
面并裁剪等处理 • 5、生成过渡曲
面 • 6、加厚生成实
体
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
逆向工程实例
• 这是一个具体的应用实 例，主要步骤如下：
• 1、根据客户要求制定 相应的数据采集方案。 本案例采用激光扫描仪 一次扫描完成数据采集。
• 2、对点数据进行去除 杂点、过滤精简等处理。
逆向工程实例
• 9、对生成的曲面进行光 照反射分析。
• 10、误差分析
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
逆向工程实例
• 在UG中生成实体，装配。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
123D Catch制作模型
123D Catch建模 方法简单到即使 从未接触过建模 的人都能够使用 照片创建一个3D
去除杂点
数据拼合
数据精简
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
去除杂点
• 受扫描设备和环境因素的影响，扫描以后得 到的点云会存在大量的无用点，这些无用点 会干扰我们后继工作的展开，所以在进行曲 面重构之前要把这些杂点去除。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
数据拼合
• 受激光扫描仪的限制，很多零件是不能一次就 采集全所有数据的，多次扫描后每块点云的坐 标都发生了变化，数据拼合就是把它们统一在 一个坐标系下。
3.1 逆向工程定义
2.运用反求工程构造三维模型的方法（逆向工程）
对存在的的物理模型或实物样件，若要进行 仿制或再设计，必须对实物进行三维数字化处理， 数字化手段包括传统测绘及各种先进测量方法， 这一模式即为反求工程，或称逆向工程（RE)
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
数据采集
• 数据采集是逆向工程建模的第一步，它是用一定的设 备对实物进行测量来获取实物的表面数据(有时也包括 内部数据)。测量的方法有很多，如图所示：
采用结构化光照法的扫描仪
优点：这种扫描仪具有测量速度快、测量范围大 、携带方便等优点 缺点：价格十分昂贵。
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
数据预处理
• 在数据采集阶段，几乎所有的测量方式、测量系统在测量 过程中都不可避免地存在误差。对于大型或复杂的零件我 们也不得不进行多次扫描。这样就需要对采集后的数据进 行拼合处理。由光学方法得到的极为密集的测量数据称为 “点云”，对于点云我们也要做必要的精简处理。数据的 预处理是十分必要的。对于点云的预处理主要包括以下几 个方面：
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
数据精简
• 在不损失模型特 征的情况下对点 云进行有效的精 简可以大大的提 高工作效率
• 数据精简前点云 数为323315点
• 数据精简后点云 数为104748点
精简前
精简后
第三章 快速成型的前处理、后处理和精度
曲面重构的基本思路
• 1、点云预处理 • 2、提取特征线 • 3、将特征线导
