1逆向工程關(guān)鍵技術(shù)

設(shè)計說明設(shè)計說明..#運行速度太慢等問題。在機械設(shè)計領(lǐng)域中，逆向工程軟件集中表現(xiàn)為智能化低；點云數(shù)據(jù)的出來方面功能弱；建模過程主要依靠人工干預，設(shè)計精度不夠高；集成化程度低等問題。在具體工程設(shè)計中，一般采用兒何軟件配套使用、取長補短的方式。因此，在實際建模過程中，建模人員往往采用“正向+逆向”的建模模式，也稱為混合建模，即在正向CAD軟件的基礎(chǔ)上，配備專用的逆向造型軟件（如Imageware^Geomagic等）。在逆向軟件中先構(gòu)建出模型的特征線，再將這些線導入到正向CAD系統(tǒng)中，由正向CAD系統(tǒng)來完成曲面重建。1.4逆向工程技術(shù)的發(fā)展□前，逆向工程在數(shù)據(jù)處理、曲面處理、曲面擬合、規(guī)則特征識別、專用商業(yè)軟件和三維掃描儀的開發(fā)等方面已取得了非常顯著的進步，但在實際應用中，缺乏明確的建模指導方針，整個過程仍需大量的人工交互，操作者的經(jīng)驗和素質(zhì)影響著產(chǎn)品的質(zhì)量，自動重建曲面的光順性難以保證，對建模人員的經(jīng)驗和技術(shù)技能依賴較重。而且LI詢的逆向工程CAD建模軟件大多仍以構(gòu)造滿足一定精度和光順性要求的CAD模型為最終目標，沒有考慮在產(chǎn)品創(chuàng)新需求，因此逆向工程技術(shù)仍然是目前CAD/CAM領(lǐng)域一個非?；钴S的研究方向。逆向工程CAD建模的研究經(jīng)歷了以兒何形狀重構(gòu)為U的逆向工程CAD建模，基于特征的逆向工程CAD建模和支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的逆向工程CAD建模三個階段。以現(xiàn)有產(chǎn)品為原型，還原產(chǎn)品設(shè)訃意圖，注重重建模型的再設(shè)計能力已成為當前逆向工程CAD建模研究的重點。1） 以兒何形狀重構(gòu)為□的的CAD建模在目前的一些比較實用的以兒何形狀重建為目的的逆向工程CAD建模軟件中，仍以構(gòu)造滿足一定精度和光順性要求，與相鄰曲面光滑拼接的曲面CAD模型為最終目標。以兒何形狀重構(gòu)為H的的逆向工程CAD建模方法對于恢復兒何原形是有效的，但建模過程復雜，建模效率低，交互操作多，難以實現(xiàn)產(chǎn)品的精確建模。而且缺乏對特征的識別，丟失了產(chǎn)品設(shè)訃過程中的特征信息，與產(chǎn)品的造型規(guī)律不相符合，無法表達產(chǎn)品的原始設(shè)計意圖。因此，在這種建模方法和模型初始表示對于表達產(chǎn)品設(shè)計意圖和創(chuàng)新設(shè)計是不適宜的。2） 基于特征的CAD建?；谔卣鞯哪嫦蚬こ藽AD建模是將正向設(shè)計中的特征技術(shù)引入逆向工程形成的一種CAD建模思路，通過抽取蘊含在測量數(shù)據(jù)中的特征信息，重建基于特征表達的參數(shù)化CAD模型，表達原始設(shè)計意圖。該方法具有的優(yōu)勢如下：（1） 表達了原始設(shè)計信息，可以重建更為精確的CAD模型，提高CAD模型重建的效率；（2） 特征包含了高層次的表達產(chǎn)品設(shè)訃意圖的工程信息，通過對特征參數(shù)的是修改和優(yōu)化，可以得到不同參數(shù)的系列化新產(chǎn)品CAD模型，從而加快新產(chǎn)品的開發(fā)速度?；谔卣鞯哪Ｐ椭亟ㄑ芯恐饕性谔卣髯R別，包括邊界線和曲面特征，研究對象主要是規(guī)則特征。但在CAD模型重建方面，都存在著這樣一個缺陷，即將模型重建分割為孤立的曲面片造型，忽略了產(chǎn)品模型的整體屬性。3）支持產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)訃的CAD建模從應用領(lǐng)域來看，逆向工程的應用可分為兩個目標：原始復制和設(shè)計創(chuàng)新。對于復雜曲面外形產(chǎn)品的逆向工程CAD建模而言，其主要LI的不是對現(xiàn)有產(chǎn)品外形進行簡單復制，而是要建立產(chǎn)品CAD的模型，進而實現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計。具備進一步創(chuàng)新功能的逆向工程包含了三維重構(gòu)與基于原型的再設(shè)計，真正體現(xiàn)了現(xiàn)代逆向工程的核心與實質(zhì)。要進行基于原型或重建CAD模型的再設(shè)訃，逆向工程CAD建模應滿足以下要求：（1） 滿足內(nèi)部結(jié)構(gòu)要求，反映產(chǎn)品原始設(shè)計意圖。（2） 模型可方便地進行修改逆向工程作為吸收和消化現(xiàn)有技術(shù)的一種先進設(shè)計理念，其意義不僅僅是仿制，應該從原型復制走向再設(shè)計。以現(xiàn)有產(chǎn)品為原型，對逆向工程所建立的CAD模型進行改進得到新的產(chǎn)品模型，實現(xiàn)產(chǎn)品的創(chuàng)新設(shè)計。CAD模型是實現(xiàn)創(chuàng)新設(shè)訃的基礎(chǔ)，還原實物樣件的設(shè)訃意圖，注重重建模型的再設(shè)計能力是U前逆向工程CAD建模研究的重點。三維重建只是實現(xiàn)產(chǎn)品創(chuàng)新的基礎(chǔ)，再設(shè)計的思想應始終貫穿于逆向工程的整個過程，，講逆向工程的各個環(huán)節(jié)有機結(jié)合起來，集成CAD/CAE/CAM/CAPP/CAT/RP等先進技術(shù)，使之成為相互影響和制約的有機整體，并形成以逆向工程技術(shù)為中心的產(chǎn)品開發(fā)體系。理解設(shè)訃意圖、識別造型規(guī)律是逆向工程CAD建模的精髄，支持創(chuàng)新設(shè)計是逆向工程的靈魂。但從U前的發(fā)展水平來看，現(xiàn)有的技術(shù)還遠不能支持這種高層次的逆向工程需求。U前，根據(jù)測量數(shù)據(jù)點云生成曲面模型，在模型分割與特征識別方面是公認的薄弱環(huán)節(jié)，并且缺乏創(chuàng)新設(shè)汁手段。在這種情況下，從數(shù)字化測量數(shù)據(jù)點云的區(qū)域分割及特征識別入手，理解原有產(chǎn)品的設(shè)計意圖，建立便于產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計的CAD模型，就顯得十分迫切。另外，在人員方面，逆向工程技術(shù)的應用仍是一項專業(yè)性很強的工作，各個過程都需要有專業(yè)人才，需要經(jīng)驗豐富的工程師，特別是對三維模型重建人員有更高的要求，除需了解產(chǎn)品特點、制造方法和熟練使用CAD軟件，逆向造型軟件外，另一方面應熟悉上游的測量設(shè)備，其至必須參與測量過程，以了解數(shù)據(jù)特點,還應了解下游的制造過程，包括制造設(shè)備和制造方法等。在口前工作的基礎(chǔ)上，逆向工程技術(shù)尚有諸多問題需要進一步探討和研究，主要包括以下兒個方面：（1） 發(fā)展面向工程應用的專用測量系統(tǒng)，使之能高速、高精度地實現(xiàn)實物數(shù)字化，并能根據(jù)樣件兒何形狀和后續(xù)應用選擇測量方式及路徑，能進行路徑規(guī)劃和自動測量。（2） 以數(shù)據(jù)點云隱含的特征和約束等兒何信息的自動識別和推理為出發(fā)點，進一步研究復雜曲面離散數(shù)據(jù)點云的兒何理解，建立基于特征的逆向建模的指導性圖解，減少逆向工程CAD建模中的交互操作，降低設(shè)計人員的勞動強度。（3） 針對特定的應用領(lǐng)域（如汽車設(shè)計、人體建模等），制定基于模板匹配或定制的自動化逆向建模策略，對其中的自由形狀特征建立參數(shù)化表達形式，實現(xiàn)真正的基于參數(shù)匹配的特征重構(gòu)。（4） 發(fā)展基于集成的逆向工程技術(shù)，包括測量技術(shù)、基于特征和集成的模型重建技術(shù)，基于網(wǎng)絡(luò)的協(xié)同設(shè)計和數(shù)字化制造術(shù)等