逆向工程技术的研究与工程应用

在逆向工程及快速成型的过程中，要考虑到很多因素。包括逆向工程中的数据测量、数据处理、曲面重构以及快速成型的原理、分类、特点等，以及RE和RP的集成。 本文主要是对逆向工程及快速成型技术做了一些分析和探讨。在概述当今逆向工程的总的情况之后，分析比较了逆向工程中常见的几种测量方法，并着重介绍和分析了以光学测量技术为主的数据采集方式及其原理，在提高测量精度方面作了一些分析。 在数据处理方面，本文主要详细分析了测量输出后的几种数据文件格式，针对这些数据文件作了一些研究，利用现有的开发工具和软件，作了一些尝试。比如利用VC6.0开发了程序，可以计算三角片的法矢量、三角片的一些特征信息，以及狭长三角形的判断，特别是分析了除最小角α之外的两个判断标准：外接圆和内切圆半径之比值R／r，以及三角形的不等边度E，及它们与最小角之间的一致关系。 在分析STL格式文件的基础上，本文给出了三角网格中顶点V棱边E三角片F的关系三维模型，提出了它们之间的关系式R（V，E，F）。在实践中，打通了从ATOS到Surfacer以及后续CAD通用软件（如UG等）的一条线，解决了一些问题。然后对基于点云的三角化成型方法作了研究，讨论了三角Bezier曲面片的成型方法。 为了拓宽逆向工程的应用，考虑到短期内很多企业无法购买较贵的专用软件，本文还根据（*.asc）数据文件编写了面向AutoCAD的接口程序，实现了点云数据及三角网格数据在最通用软件AutoCAD的可视化。 接着简单地比较和分析了快速成型中较实用的几种方法，以期得到工程实际应用中的合适路径。 在面向工程应用的逆向工程系统环境一章中，主要是介绍了以ATOS、Surfacer、UG构成的逆向工程处理链。比较详细地叙述了关于ATOS光学测量系统及其测量流程和测量中为提高测量精度而采取的一些措施。在利用Surfacer软件处理基于散乱点云的曲面重构一节中，提出了在稀疏点处根据周围的一些点增添新点及坏点删除修改点云模型的实用路子。 最后结合RE、RP在内燃机气道等模型中的应用，作了一些分析和探讨。本文对发动机气道模型的逆向工程做了一些探求，并提出了在逆向工程中结合正向设计重构气道模型的一种方法，并通过气道模型的逆向工程与快速成型相结合，最终获得较满意产品。