重 庆 大 学
学 生 实 验 报 告
开课实验室
学 院
专 业
学 生 姓 名
开 课 时 间 2016 至 2017 学年 第 一 学期
机械工程学院制
《三维测量与反求工程实验报告》实验报告
实验名称三维测量与反求工程实验时间2016年12月1日
一、实验目的
1、了解三坐标测量机系统的组成，基本原理及其使用方法；
2、了解曲线和曲面三维测量的基本原理和掌握基本测量方法；
3、学会采用三维坐标测量机系统对曲线和曲面的测量和分析方法。
二、实验器材
1、青岛英柯ZC1066H三坐标测量机
测量范围1000 mm×600 mm×600 mm
精度1.4 μm 测量精度1.5+3.3L/1000 μm
测头PH10M
2、测量对象：鼠标外壳
三、实验内容及步骤：
1、标定鼠标所需测量的特征点和曲线；
2、开机、测量机回零，在标准球上校准测头；
3、建立工件坐标系；
4、将测头移至起始特征点，沿着标定曲线开始测量；
5、收集计算机采集的测量数据，并保存为*.out格式；
6、将所测得的数据导入Solidworks 2016软件中进行点云数据处理，并进行模
型重构；
7、分析重构后的模型，并进行创新方案设计。
四、实验结果：
实验指导教师评语：
教师签名：
年月日考查成绩学分0.5
一、实验目的
1、了解三坐标测量机的组成、基本原理及其使用方法。
2、了解曲线、曲面的测量原理，并掌握其基本测量的方法。
3、学会用三坐标测量机对曲线、曲面进行测量及分析方法。
二、实验仪器设备
1、实验设备：青岛英柯ZC1066H三坐标测量机，参数如下：
测量范围1000 mm×600 mm×600 mm
精度1.4 μm 测量精度1.5+3.3L/1000 μm
测头PH10M
2、测量对象：鼠标外壳
3、数据处理及重构软件：Solidworks 2016
三、实验原理
1、三维测量原理及设备
本实验使用青岛英柯ZC1066H三坐标测量机完成，三坐标测量机的三个坐标轴互成直角配置。其系统组成部分如图3.1所示。
图3.1 三坐标测量系统组成原理
测量机的主体的组成部分有：底座、臂架、测量工作台、X向、Y向、Z向导轨，Z轴支撑与平衡装置，X，Y和Z向传动系统及操作系统。其基本原理就是通过探测传感器（探头）与测量空间轴线运动的配合，对几何元素进行离散的空间点位置的获取，然后通过一定的数学计算，完成对所测得点的分析拟合，最终还原出被测的几何元素，并在此基础上计算其与理论值之间的偏差，从而完成对被测零件的检验加工。
三坐标测量机是一种三维尺寸的精密测量仪器，主要用于零部件尺寸、形状和相互位置的检测。是基于三坐标测量原理，即将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，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，经过数学运
算，求出被测的几何尺寸、形状和位置，来判断被测产品是否达到加工图纸所标国标公差的范围内。
2、逆向工程原理
逆向工程(Reverse Engineering , RE)是相对于传统的正向工程(Forward Engineering , FE)而提出的。逆向工程是针对现有三维实物，在没有技术文档的情况下，利用三维数字化测量设备准确、快速测得轮廓的几何数据，并加以建构、编辑、修改生成通用输出格式的曲面数字化模型，再送入通用CAD/CAM系统中，作进一步的处理，从而生成NC加工路径或RP所需的模型截面轮廓数据，最后复制出实物或其原型的过程。它所涉及的关键技术包括：三维实体几何形状数据的快速获取，大型密集离散数据处理及其三维实体模型重构，快速原型及快速加工等技术。其具体流程图如图3.2所示。
图3.2 逆向工程流程图
四、实验内容
1、实验准备
（1）将PH10M测头连接在三坐标测量机（含操纵杆）上，保持与探头接口、探头控制器、计算机等接口的通讯畅通，并调试好全部设备；
（2）准备好实验所需的测量对象:端盖；
（3）将被测端盖固定在工件夹持台上。
2、数据采集
（1）启动三坐标测量机的电源，同时打开计算机并进入EZ-DMIS软件界面，然后检查所有设备接口通讯并保持畅通。
（2）通过标定球（已放在三坐标测量机工作台上）对PH10M测头进行标定。
（3）操纵手柄，将测头移到测量的起始点附近，准备开始测量。继续转动操纵杆使测头逼近并轻触测量起始点，同时在计算机显示屏上便出现采集的数据点坐标值。采集的数据见附表。
（4）将所有点的数据保存为*.out文件格式。
3、数据处理阶段
（1）按照软件Solidworks 2016能识别的格式从原始测量数据中提取所需数据并保存为*.out或*.txt格式。
（2）在Solidworks 2016中对点云数据进行预处理，并进行曲面处理，最后完成曲面的重构。
4、模型重构阶段
根据鼠标曲面重构结果，对鼠标实体模型及关键实体特征进行重构，最后在实体重构的基础上进行创新性设计。
五、实验数据处理
1、实验数据预处理
（1）将由三坐标测量机得到的*.out格式实验数据整理成*.txt文本格式（见附录），在Solidworks 2016 Scan to 3D插件环境下以点云的方式导入。原始数据导入后如图1所示，由于测量误差以及实验过程中不可避免地存在许多干扰因素，导致测量数据与被测物的真实轮廓有一定的偏差，即数据存在噪点。
图5.1 原始点云数据
（2）由于本次实验采集的数据相对较少，噪声点的存在会进一步降低反求结果的精度，因此有必要对噪声点进行剔除处理，在网格处理向导指令下，对点云噪点剔除处理，原始数据为271个点云数据，剔除后为260个点云数据。然后进行点云定位，噪点剔除及点云定位结果如图5.2所示，显而易见点云数据相对之前更加规整，这为之后的曲面生成奠定了基础。
图5.2 点云数据处理及坐标定位结果
2、曲面的重构及处理
（1）考虑到测量对象为曲面较多的鼠标，采用曲率采样的方式对图2所示数据点进行包络处理生成366网面片，包络结果如图5.3所示。
图5.3 曲面包络结果
（2）如图5.3所示包络成的曲面存在较多的不规则孔洞，对曲面进行网格修补后如图5.4所示。
图5.4 网格修补结果
3、实体模型的重构及处理
（1）图5.4所示为曲面，它对应的是鼠标的上表面外壳，采用自动方式生成实体后如图5.5所示。
图5.5 实体模型生成结果
（2）如图所示，面于面之间存在较大的棱角，进行整体平滑、局部平滑、边界
平滑处理并提取所有面后得到图5.6所示结果，右图可见，原来不规则的表面进过一
系列处理之后表面十分光滑。
图5.6 提取面结果
（3）对图5.6所示的结果进行曲面剪裁，删除微小网格面后得到如图5.7所示的鼠标实体基础模型。
图5.7 实体模型平滑结果
（4）由于在重构过程中忽视了鼠标滚轮及一些微小特征，为了得到较为准确的三
维模型。最后，对鼠标滚轮等实体特征进行重构后结果如图5.8所示。
图5.8 重构实体模型结果
六、反求结果分析
在模型重构过程中，从最开始的点云数据到最终的实体模型建立，进过点的降噪处理，曲面的包络处理，到最后的三维实体平滑处理，在这些过程中都会对重构的模型与被测物实体模型相比造成一定的偏差，另外由于测量数据有限，也会造成重构模型与被测物实体模型相比造成一定偏差。而上述的偏差归结起来就是重构模型边缘的曲线误差，因此有必要对重构模型边缘曲线进行误差分析，在Solidworks 2016误差分析结果如图6.1所示，可见边缘曲线误差是较大的，这主要原因是重构过程中在由曲面生成体的过程中忽略了侧面轮廓的生成导致边沿曲率与原模型误差较大。因此，在今后的模型重构过程中不能忽略任何模型特征。
图6.1 曲线误差分析
七、创新改进设计
根据以上鼠标模型重构结果（图 5.8），结合人机工程学以及日常我们在使用过程中对鼠标的要求对鼠标进行创新性设计，鼠标上部设置有电量指示灯，当鼠标电量充足时，指示灯呈红色，而当鼠标电量较低以及没电时，指示灯呈黄色，这就会告诉我们鼠标电池即将耗尽，我们需要及时更换电池。人机工程学的流线型，保证了使用者长时间使用鼠标的舒适性，减少疲劳与不适。另外，为了轻型化以及提高鼠标的耐摔性，鼠标最脆弱的上面板采用炭纤维面板，而其它结构部分采用较轻的塑料复合材料。最终创新设计鼠标三维模型如图7.1所示。
图7.1 鼠标模型创新设计结果
八、实验总结
以前对逆向工程只是听说过而已，并未进行较深入的了解，更没有自己实践。通过林老师所上的三维测量及反求工程后，不仅对逆向工程及其设备原理有了较深入的了解。通过对鼠标的三维测量，并根据测量结果进行模型重构以及到最后的创新设计，让我对逆向工程的操作流程有了一定的了解，更重要的是对逆向工程的意义有了更深的理解。在完成作业的过程中，尽管遇到了许许多多的问题，比如简单的数据导入，点云的处理，曲面的包络及修改等等问题。但通过自己查阅资料以及师兄们的指导下最终顺利的完成了本次实验反求工作。通过本次实验课程，我还体会到了：实践加理论对学习更有好处，课上通过老师的讲解，加上自己的动手去做，这样才能够将知识用于实际工程问题。
附录：
-453.2428 -334.4525 -528.1705 -453.4467 -338.1187 -528.1705 -453.5528 -340.7653 -528.1705 -454.3821 -345.1074 -527.3369 -455.5874 -349.3408 -527.3382 -457.6953 -353.2381 -526.3201 -459.7365 -355.6538 -526.3202 -462.3080 -358.8151 -525.5430 -465.5285 -360.3303 -524.5104 -468.6311 -361.9056 -523.8586 -471.0186 -362.9136 -523.3811 -472.6510 -363.1742 -521.6847 -476.3607 -364.4645 -521.6847 -479.4009 -365.1934 -520.8064 -484.5759 -366.4171 -519.6350 -490.3431 -367.2175 -519.5614 -494.9258 -368.0206 -519.5615 -498.4401 -368.2765 -518.4092 -501.6942 -368.2878 -517.0135 -504.8843 -368.2153 -514.7454 -509.1820 -368.0658 -512.8824 -512.5568 -368.1862 -512.8824 -516.2415 -368.2660 -512.8823 -519.4193 -368.2016 -512.8829 -523.3784 -367.7629 -510.8708 -526.7196 -367.4405 -510.8707 -530.3001 -367.3030 -512.2877 -535.7985 -366.6523 -513.4464 -537.7397 -366.2684 -515.2340 -541.8289 -365.4358 -517.9689 -544.8649 -364.9294 -521.2330 -548.7251 -364.0665 -525.9770 -554.1323 -362.0454 -528.1998 -558.6873 -359.4588 -529.0025 -563.3937 -355.7724 -530.1421 -565.8101 -353.4996 -530.1432 -568.9045 -349.2535 -530.1432 -570.6002 -344.4706 -530.1438 -571.1328 -340.3415 -530.1431 -570.5141 -333.3814 -530.1431 -568.1046 -327.3727 -530.1431 -565.9654 -324.9094 -530.1431 -562.0685 -320.9756 -530.1431 -557.5040 -317.6365 -530.1432 -553.8286 -315.7606 -530.1432 -551.2351 -314.2599 -528.2150 -549.2917 -313.5784 -525.2147 -541.3809 -311.7700 -521.8398 -537.6680 -310.7320 -517.9108 -532.2016 -310.1571 -517.9081 -526.8342 -308.9874 -516.2038 -522.8085 -307.6445 -514.5981 -518.9167 -306.9670 -514.5982 -513.1614 -306.2089 -514.5977 -509.8395 -305.9256 -515.9055 -505.6385 -305.6329 -517.0117 -501.2006 -305.5211 -517.6773 -497.1638 -305.4726 -518.3523 -491.7872 -305.5159 -519.2645 -488.9775 -306.0347 -519.5007 -483.2684 -306.3952 -521.7500 -478.8255 -307.1306 -522.7996 -474.8385 -308.1866 -523.8785 -467.4604 -310.6251 -525.3128 -462.9806 -313.0909 -525.3111 -457.6788 -319.2445 -526.7756 -455.8384 -323.1556 -528.1681 -454.7006 -325.9710 -528.1681 -454.1872 -329.0143 -529.2290 -453.8084 -332.4863 -529.2310 -453.6460 -333.8818 -529.2310 -454.2041 -355.0908 -508.1704 -458.8024 -354.7345 -525.8987 -460.6154 -354.7358 -523.9796 -464.2411 -354.7319 -521.1689 -468.0655 -354.7324 -518.7373 -471.1535 -354.7376 -516.9718 -475.1241 -354.7480 -514.9061 -478.4987 -354.7344 -513.2773 -481.4669 -354.7330 -511.8898 -485.1001 -354.7345 -510.2357 -488.3694 -354.7341 -508.8083 -492.3119 -354.7312 -507.2350 -496.8448 -354.7282 -505.8492 -502.8110 -354.7310 -504.3159 -507.3625 -354.7408 -503.3792 -512.2926 -354.7298 -502.4977 -516.9848 -354.7315 -501.8258
-522.7159 -354.7179 -501.2896 -528.2138 -354.7201 -501.3017 -534.4826 -354.7214 -502.0815 -541.1547 -354.7240 -503.9834 -547.2558 -354.7229 -506.7542 -551.8053 -354.7196 -509.2857 -556.0056 -354.7210 -512.2292 -558.2028 -354.7195 -514.4442 -561.4056 -354.7262 -519.2238 -563.2243 -354.7249 -523.0786 -564.5668 -354.7255 -526.8502 -565.2949 -354.7224 -531.5453 -454.1731 -344.4254 -527.9071 -455.3507 -344.4252 -525.2519 -457.9744 -344.4276 -523.1076 -460.9280 -344.4245 -520.7944 -460.8847 -344.4240 -514.9980 -463.3279 -344.4226 -519.0177 -466.5273 -344.4268 -516.8333 -470.8549 -344.4249 -514.1044 -475.6694 -344.4273 -511.2950 -479.6606 -344.4243 -509.1273 -483.9010 -344.4241 -507.0392 -488.3791 -344.4236 -505.1105 -494.4302 -344.4247 -502.9948 -498.5411 -344.4218 -501.8298 -504.5581 -344.4214 -500.4793 -509.2476 -344.4214 -499.6768 -513.4707 -344.4218 -499.1464 -513.4370 -344.4272 -493.7988 -516.8088 -344.4216 -498.7832 -520.2410 -344.4229 -498.5069 -524.5803 -344.4229 -498.3504 -528.6332 -344.4319 -498.4539 -534.2589 -344.4317 -499.0922 -536.9023 -344.4279 -499.6022 -541.2932 -344.4180 -500.7814 -545.8023 -344.4194 -502.4035 -550.0096 -344.4220 -504.2921 -554.9577 -344.4292 -507.0662 -556.6517 -344.4294 -507.6661 -559.5247 -344.4310 -510.1368 -562.4881 -344.4293 -513.2085 -565.0444 -344.4294 -516.4480 -567.0654 -344.4305 -519.5793 -568.9591 -344.4299 -523.5101 -570.0036 -344.4421 -526.7425 -570.3177 -344.4284 -528.0403 -570.6833 -344.4293 -531.5026 -453.4954 -335.1385 -527.5121 -456.8116 -335.1338 -522.8740 -459.9063 -335.1360 -520.3090 -458.9956 -335.1332 -521.4252 -458.9717 -335.1338 -516.2674 -460.9228 -335.1362 -519.8931 -463.8713 -335.1358 -517.7775 -490.5015 -335.1349 -503.5222 -493.4836 -335.1330 -502.4168 -496.6152 -335.1336 -501.4681 -500.9660 -335.1359 -500.5109 -506.2875 -335.1362 -499.3824 -510.0487 -335.1320 -498.8855 -513.6282 -335.1348 -498.5405 -517.2865 -335.1338 -498.2556 -521.4638 -335.1357 -498.0335 -524.1913 -335.1369 -497.9783 -527.5669 -335.1366 -498.0455 -529.8772 -335.1385 -498.1887 -532.8698 -335.1390 -498.5099 -537.8572 -335.1483 -499.4301 -542.5251 -335.1312 -500.7730 -547.0312 -335.1324 -502.5025 -549.4343 -335.1305 -502.6283 -556.0427 -335.1366 -507.3663 -556.1265 -335.1340 -506.8450 -560.5240 -335.1348 -510.6237 -563.2945 -335.1340 -513.6254 -565.4830 -335.1372 -516.4475 -567.0131 -335.1365 -518.8167 -568.4421 -335.1361 -521.5296 -569.7863 -335.1371 -524.8542 -570.5501 -335.1354 -527.6551 -570.9534 -335.1385 -531.3875 -454.3943 -327.1065 -527.9869 -458.1016 -327.1083 -522.5613 -455.6040 -327.1116 -520.2233 -457.4108 -327.1068 -523.5377 -459.9983 -327.1084 -521.5395 -462.7251 -327.1058 -519.4898 -465.4131 -327.1155 -517.6524 -468.2462 -327.1105 -515.8348 -472.7237 -327.1018 -513.1808
-476.1935 -327.1060 -511.2933 -479.9872 -327.1005 -509.3555 -483.4069 -327.1036 -507.7524 -487.2094 -327.1046 -506.1453 -491.1978 -327.1077 -504.7039 -496.1977 -327.1092 -503.1997 -503.4159 -327.1073 -501.4945 -506.8902 -327.1076 -500.8738 -511.8673 -327.1071 -500.2202 -515.8882 -327.1091 -499.8106 -519.1656 -327.1047 -499.5271 -522.1826 -327.1035 -499.3380 -526.6840 -327.1095 -499.2819 -529.3179 -327.1081 -499.4186 -534.1674 -327.1073 -500.0275 -537.5408 -327.1073 -500.7544 -540.1112 -327.1084 -501.4895 -541.8690 -327.1434 -502.0602 -544.3187 -327.1031 -503.0328 -546.9116 -327.0979 -504.1744 -549.3374 -327.0941 -505.3725 -552.9547 -327.1004 -507.4044 -556.0635 -327.0952 -509.4495 -559.2533 -327.1042 -512.0469 -562.3594 -327.1020 -515.2909 -565.6580 -327.0983 -520.0340 -564.1796 -327.0978 -518.9794 -565.7681 -327.0999 -522.2615 -566.9512 -327.0997 -525.2979 -567.5044 -327.1012 -527.2318 -567.9723 -327.0976 -530.6758 -459.4106 -316.7192 -528.1499 -460.4975 -316.7186 -524.1085 -462.5831 -316.7172 -522.8525 -462.5873 -316.7191 -517.3299 -466.4113 -316.7216 -520.3818 -469.0212 -316.7205 -518.8351 -469.0041 -316.7208 -513.3190 -472.4953 -316.7216 -516.9735 -475.5900 -316.7169 -515.4696 -478.8595 -316.7236 -513.9840 -481.9372 -316.7206 -512.6572 -486.1098 -316.7260 -510.9434 -489.1883 -316.7143 -509.7379 -491.8579 -316.7228 -508.7557 -494.6494 -316.7211 -507.8135 -499.1776 -316.7227 -506.4913 -502.4556 -316.7199 -505.7558 -507.2912 -316.7205 -504.9060 -510.9412 -316.7280 -504.3496 -516.0775 -316.7214 -503.6965 -519.6871 -316.7229 -503.3557 -524.3763 -316.7219 -503.1249 -528.8057 -316.7166 -503.3777 -533.0040 -316.7217 -504.0720 -537.5452 -316.7246 -505.3148 -541.8035 -316.7212 -507.0891 -548.9147 -316.7235 -511.9114 -548.9268 -316.7307 -507.2656 -549.8069 -316.7188 -512.4756 -552.5645 -316.7219 -515.4512 -560.7542 -316.7206 -515.2886 -555.2461 -316.7213 -519.7474 -556.6249 -316.7233 -523.1587 -557.5496 -316.7249 -526.8911 -557.6974 -316.7198 -529.4436 -462.6902 -334.8854 -518.5666 -463.6526 -333.2573 -517.9231 -465.4373 -331.8163 -516.8057 -468.0852 -330.7800 -515.1771 -470.8254 -329.8270 -513.6101 -473.0584 -329.4766 -512.3497 -476.6556 -329.1309 -510.4510 -479.2199 -329.1274 -509.1291 -482.3459 -329.1212 -507.6528 -484.6184 -329.0362 -506.6269 -488.3238 -330.4514 -504.8011 -489.7953 -331.2668 -504.1002 -491.2128 -333.5782 -503.3111 -491.1944 -334.7623 -503.2352 -489.8534 -337.2581 -504.0141 -487.3815 -338.6265 -505.2861 -484.5420 -340.6690 -506.1794 -481.9743 -341.4027 -507.4039 -478.8772 -341.6802 -508.9982 -475.0095 -342.2334 -511.1647 -471.1373 -341.7714 -513.4055 -468.6809 -340.5439 -514.8399 -466.5102 -338.6236 -516.2501 -464.9992 -337.9077 -517.2214 -463.5402 -334.9964 -517.9752
逆向工程也称反求工程，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物CAD模型的过程。它改变了从图样到实物的传统设计模式，为产品的快速开发和创建设计提供了一条新途径。GEOMAGIC STUDIO 由美国RAINDROP公司出品，是逆向工程中应用最广泛的软件之一!利用 GEOMAGIC STUDIO可轻易根据实物零部件扫描所得的点云数据创建出完美的多边形模型和网格，并自动转换为NURBS曲面，生成准确的数字模型!软件的工作流程与逆向工程技术的工作流程大致相似,其工作流程为点数 据阶段———多边形阶段———成形阶段。点数据阶段主要测量的数据点进行预处理,在多边形阶段主要是通过对多边形的编辑的已达到拟合曲面所需要的的优化数据,成形阶段是根据前一阶段编辑的数据,自动识别特征、创建ＮＵＲＢＳ曲面。NURBS是Non-Uniform Rational B-Splines的缩写,意为非统一有理B样条。简单地说,NURBS造型总是由曲线和曲面来定义的,所以要在NURBS曲面上生成一条有棱角的边是很困难的。正因为如此,NURBS曲面特别适合做出各种复杂的曲面造型和表现特殊的效果,如人的面貌或流线型的跑车等。 1.点数据处理 扫描仪得到的数据会引入数据误差而且数据量庞大，为了后续工作方便准确进行需要去除数据中的坏点、减少噪音、平滑数据、分块数据整合对齐、在保证精度和特征的条件下进行数据精简。同时由于测量方法和测量设备的影响会出现数据缺口，这就需要对数据进行编辑来补齐数据。数据处理主要有一下几个方面： ●噪声过滤 ●数据光顺 ●数据精简 2.多边形处理阶段 多边形处理阶段是在点云数据封装后通过一系列技术处理得到完整的多边形数据模型，为曲面处理打下基础。 在多边形处理阶段首先要“创建流型”来删除模型中非流型的三角形数据，否则在后续处理中由于存在非流型的三角形而无法继续处理。对于片状的模型可以创建“打开”的流型，对于封闭的多边型模型可以创建“封闭”的流型!本例中叶片模型需要创建“封闭”的流型来删除非流型的三角形。 即使是不同的模型,对于点阶段和多边形阶段的操作都相类似,以上涉及的命令在任何模型点云的处理过程中几乎都会用到。一般情况下,多边形阶段编辑的好坏将决定最终曲面质量的好坏,因为多边形阶段的编辑结果直接进入下一个阶段:成形阶段。 将经过综合处理的点云用Polygon Mesh(多边形网格)进行封装。操作如下,点击Points(点)——Wrap(封装),点击Surface(曲面)选项,点击OK(确定)即得到初始三角网格曲面。多边形处理阶段即是在此基础上进行后续的修饰处理,具体的操作包括: a.孔洞修补。由于扫描过程中在标记处或者点云缺失处存在三角面的孔洞，需要对其进行修补以获得完整的曲面。孔的填充方法有三种: 部孔、边界孔和搭桥。针对模型中不同类型的孔，合理选择填充方法; 另外，对于边界比较杂乱的孔，可采取“先删后补”的方法使曲面模型更加光滑。用边界选择工具将边界上的三角面选中并删除,直到孔洞周边的三角面无翘曲、曲率基本一致。选取“基于曲率填充”选项进行修补,可获得近乎无痕迹的修补效果。某些部位虽无孔洞但三角面杂乱,也可以删掉杂乱三角形再进行修补。 b.去除毛刺。质量不好的点云重叠在一起,得到的三角网格曲面比较粗糙,需要进行光顺处理,以保证曲面质量。操作如下,点击Polygons(多边形)——Remove Spikes(去除毛刺),
实验一：逆向工程技术实验三维测量操作 一、实验目的 了解逆向工程的基本原理和工作流程，初步掌握使用柔性关节臂式三坐标扫描仪系统对样件进行测量的方法，并了解利用测量所得的数据进行三维重构的过程。 二、实验的主要内容 样件外形测量与三维重构。 三、实验设备和工具 柔性关节臂式三坐标扫描系统 装有IMAGEWARE软件的计算机 四、实验原理 1、三维测量的方法简介 不同的测量对象和测量目的，决定了测量过程和测量方法的不同。 2、非接触式测量的三角测量原理 激光探头的测量原理目前均以三角法为主。如下图所示，激光由激光二氧化碳激光发生器产生，经聚光透镜（F1）投射到工件表面，由于光束反射作用，部份光源经固定透镜（F2）聚焦后投射在光传感器（D）上。当物体沿y方向上下运动或者探头沿y方向移动，其散射光投射在光传感器的位置（X）亦将改变。 2、柔性关节臂式三坐标扫描仪系统简介 柔性关节臂式三坐标扫描仪系统由柔性关节臂式（FARO）三坐标测量机和Kreon激光扫描系统构成。 Kreon激光扫描系统是基于激光截面三角测量的原理，对工件表面进行非接触式的扫描，在激光线条上采集非常密集的数字化(坐标)点，通过与电子控制器(ECU)的连接，记录激光线与工件相交的位置。摄像机摄取激光线位置获得立体影像，ECU电子控制器对每条激光线条上所记录的600个坐标点在Z轴方向的位置，以初始校正时所记录的绝对零位为依据作重复计算。 3、三坐标测量技术在逆向工程上的应用 测量数据的三维实体重构是目前逆向工程领域研究的“瓶颈”，实际应用中，因原始数据的获取方式、三维重构支撑环境、三维重构方法和目标不同，其理论依据、技术路线、算法和工作内容有较大差异。 数据压缩、曲线曲面的光顺处理噪声去除、数据匀化数据预处理曲面重构特征提取与数据分块 五、实验方法和步骤 1、Kreon激光扫描系统数据处理”-->“SELECT MACHINE”，在对话框中选“FARO Arm.par”，按OK，跟着会出现一个读取ECU的进程。 “Services”-->“Positioning” 将工件放在台面上使扫描头能扫到所有要扫的面。被扫工件应先喷上显像剂 Digitization --> Add digitization：Name(Path) 按Run digitization定义步距、频率等 按Record开始扫描，一个方向扫完后，可用Face检查，未扫到部分再换方向局部补扫。将已扫的结果点云过滤。 将结果输出，保存为逆向工程软件所用的格式文件。 2、在逆向工程软件中处理测量所得的数据，并进行曲面重构，得到计算机三维模型，最后在三维CAD软件中完成样件的三维造型设计。
3D打印实验报告 姓名： _____________________ 学号： _____________________ 指导老师： __________________ XXXX 大学XXXX 学院 20XX年1月 一、实验目的 1.学习并了解3D打印方法的原理。 2.学会3D打印的方法并能制造出产品。 二、实验内容及原理 3D打印是一种通过材料逐层添加制造三维物体的变革性、数字化增材制造技术，它将信息、材料、生物、控制等技术融合渗透，将对未来制造业生产模式与人类生活方式产生重要影响。目前3D打印机主要采用两种技术，第一种是通过沉积原材料制造物体，第二种是通过黏合原材料制造物体。 第一种我们称之为“选择性沉积打印机”一一将原材料沉积为层，这类打印机通过打印头注射、喷洒或挤压液体、胶状物或粉末状的原材料。家庭或办公室应用的通常是沉积型3D打印机，这是因为激光或工业热风枪相对来说容易产生危险。 第二种是将原材料黏合在一起的打印机通常是利用激光或在原材料中加入某种黏合剂来实现，这类打印机被称作“选择性黏合打印机”一一利用热或光固化粉末或光敏聚合物。 3D打印机可以打印自己设计的模型，也可以打印通过逆向工程技术获得的物体模型，该技术的核心内容是根据测量数据建立实物或样件的数字化模型。零件的数字化是通过特定 的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的几何坐标数据，在这基础上进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。常见的测量技术主要有接触式测量和和光学测量。这里主要介绍光学测量中的结构光测量法。 结构光测量法是将一定图案的光投影到物体表面上，从而增强物体表面各点之间的可区分性，降低图像点对匹配的难度，提高匹配算法的精度和可靠性。如图是结构光双目测量系
课程实验报告课程名称：计算机系统基础 专业班级： 学号： 姓名： 指导教师： 报告日期：年月日 计算机科学与技术学院
目录 实验1： (1) 实验2： (7) 实验3： (24) 实验总结 (34)
实验1：数据表示 1.1 实验概述 实验目的：更好地熟悉和掌握计算机中整数和浮点数的二进制编码表示。 实验目标：加深对数据二进制编码表示的了解。 实验要求：使用有限类型和数量的运算操作实现一组给定功能的函数。 实验语言：c。 实验环境：linux 1.2 实验内容 需要完成bits.c中下列函数功能，具体分为三大类：位操作、补码运算和浮点数操作。 1）位操作 表1列出了bits.c中一组操作和测试位组的函数。其中，“级别”栏指出各函数的难度等级（对应于该函数的实验分值），“功能”栏给出函数应实现的输出（即功能），“约束条件”栏指出你的函数实现必须满足的编码规则（具体请查看bits.c中相应函数注释），“最多操作符数量”指出你的函数实现中允许使用的操作符的最大数量。 你也可参考tests.c中对应的测试函数来了解所需实现的功能，但是注意这些测试函数并不满足目标函数必须遵循的编码约束条件，只能用做关于目标函数正确行为的参考。 表1 位操作题目列表
2）补码运算 表2列出了bits.c中一组使用整数的补码表示的函数。可参考bits.c中注释说明和tests.c中对应的测试函数了解其更多具体信息。 表2 补码运算题目列表 3）浮点数操作 表3列出了bits.c中一组浮点数二进制表示的操作函数。可参考bits.c中注释说明和tests.c中对应的测试函数了解其更多具体信息。注意float_abs的输入参数和返回结果（以及float_f2i函数的输入参数）均为unsigned int类型，但应作为单精度浮点数解释其32 bit二进制表示对应的值。 表3 浮点数操作题目列表
题目：先进制造技术实验 学院：工学部_____ 学号：__ 姓名：_____ 班级： 13机工__ 指导教师：李庆梅_____ 日期： 2016年5月28日
实验一 三坐标机测量 一、实验目的 通过三坐标测量机的演示性实验，了解三坐标测量机在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 （1）了解三坐标测量机的组成； （2）了解三坐标测量机的测量原理； （3）了解反求工程的概念。 三、实验原理及设备 图1为Discovery Ⅱ D-8 型桥式三坐标测量机外形图，三坐标测量机的三组导轨相互垂直，形成了 X,Y,Z 三个运动轴，各方向的行程分别由高分辨率精密光栅尺测量，从而组成了机器的空间直角坐标系统，原点位于测量机左前上方。测量工件时，探头（测头）相对坐标系运动，用它来探测处于坐标系内的任 何待测工件表面，即可确定该测点的空间坐标值, 经计算机采集 得到测点数据，按程序规定的要求探测若干点后, 计算机即可对采样数据进行处理，从中计算出被测几何要素的尺寸、形状误差和 在坐标系中的位置, 在对若干要素探测后, 计算机可根据不同的测量要求计算出这些几何要素间的位置尺寸和位置误差。 Discovery Ⅱ D-8 型三坐标测量机配有MeasureMax+（Version 6.4）测量软件，该软件功能强大，内容丰富，整个测量操作过程可由计算机控制自动完成，也可以由操纵杆（见图2.）配合计算机完成部分手动操作。
图2 操作杆四、实验步骤 图3 测量操作流程
实验二快速原型制造 一、实验目的 目前快速原形制造技术已成为各国制造科学研究的前沿学科和研究焦点。通过快速成型机演示性实验，了解快速原型制造在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 （1）了解快速成型机的组成； （2）了解快速成型机的实体成型原理； （3）通过参观实验室现有快速成型零件，了解快速原型制造的应用。 三、实验原理及设备 快速成形制造工艺采用离散/堆积成型原理成型，首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型；再根据工艺要求，按照一定的厚度在Z 向(或其它方向)对生成的CAD模型进行切面分层，将三维电子模型变成二维平面信息（离散过程），然后对层面信息进行工艺处理，选择加工参数，系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码；并对加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性；再利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动，在当前工作层(三维)上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状；将各分层加工的每个薄层自动粘接，最后直至整个零件加工完毕。可以看出，快速成形技术是个由三维转换成二维(软件离散化)，再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。 快速原形制造技术的主要工艺方法有光敏液相固化法LSA( Stero Lithography Apparatus)，选区片层粘接法LOM(Laminated Object Manufacturing)，选区激光烧结法SLS(Selective Laser Sintering)和熔丝沉积成型FDM(Fused Deposition Modeling)。本实验采用熔丝沉积成型FDM工艺方法进行快速原形制造，该方法使用ABA丝为原料，利用电加热方式将ABA丝熔化，由喷嘴喷到指定的位置固化。一层层地加工出零件，该方法设备简单，零件精度较高，污染小。 图1为结构图，它由喷头、喷咀、导杆、Z轴丝杆、Z工作台、成型材料盒、支撑材料盒、废料桶、显示面板（Prodigy Plus型机的控制面板在材料盒
电子科技大学 实 验 报 告 学生姓名：马侬 学号：20152*03**0* 指导教师：何兴高 日期：2016.7.15
一．题目名称：简易记事本软件逆向分析 二．题目内容 由于记事本功能简单，稍有经验的程序员都可以开发出与记事本功能近似的小软件，所以在一些编程语言工具书上也会出现仿照记事本功能作为参考的示例。为了便于分析因此选取了一个简易的记事本，因此本实验将着重研究从源程序到机器码的详细过程而不注重程序本身的功能。另一方面简易源程序代码约130多行。本实验目的是了解源程序是怎么一步步变成机器码的又是怎么在计算机上运行起来的。 三．知识点及介绍 利用逆向工程技术，从可运行的程序系统出发，运用解密、反汇编、系统分析、程序理解等多种计算机技术,对软件的结构、流程、算法、代码等进行逆向拆解和分析，推导出软件产品的源代码、设计原理、结构、算法、处理过程、运行方法及相关文档等。随着用户需求的复杂度越来越高软件开发的难度也在不断地上升快速高效的软件开发已成为项目成败的关键之一。为了提高程序员的产品率开发工具的选择尤为重要因为开发工具的自动化程度可以大大减少程序员繁琐重复的工作使其集中关注他所面临的特定领域的问题。为此当前的IDE不可避地要向用户隐藏着大量的操作细节而这些细节包含了大量的有价值的技术。 四．工具及介绍： 在对软件进行逆向工程时，不可避免地需要用到多种工具，工具的合理使用,可以加快调试速度，提高逆向工程的效率。对于逆向工程的调试环节来说，没有动态调试器将使用的调试工作很难进行。可以看出，各种有效的工具在逆向工程中占据着相当重要的地位，有必要对它们的用法做一探讨。 PE Explorer简介：PE Explorer是功能超强的可视化Delphi、C++、VB程序解析器，能快速对32位可执行程序进行反编译，并修改其中资源。 功能极为强大的可视化汉化集成工具，可直接浏览、修改软件资源，包括菜单、对话框、字符串表等；另外，还具备有W32DASM 软件的反编译能力和PEditor 软件的PE 文件头编辑功能，可以更容易的分析源代码，修复损坏了的资源，可以处理PE 格式的文件如：EXE、DLL、DRV、BPL、DPL、SYS、CPL、OCX、SCR 等32 位可执行程序。该软件支持插件，你可以通过增加插件加强该软件的功能，原公司在该工具中捆绑了UPX 的脱壳插件、扫描器和反汇编器.，出口，进口和延迟导入表的功能，使您可以查看所有的可执行文件使用的外部功能，和其中包含的DLL或库的基础上进行分类
《汇编语言程序设计》实验报告 年级、专业、班级姓名 实验题目实验3：汇编程序的循环结构的使用 实验时间2013年4月15 实验地点DS1421 实验成绩实验性质□验证性 设计性□综合性教师评价： □算法/实验过程正确；□源程序/实验内容提交□程序结构/实验步骤合理；□实验结果正确；□语法、语义正确；□报告规范； 其他： 评价教师签名： 一、实验目的 通过一个排序算法，来熟悉和掌握利用汇编语言实现循环处理能力的程序。 二、实验项目内容 1 编写一个整数数组内的元素排序的程序 2 需要排序数组大小为10个DW的整数 3 按照从低到高输出这10个数字 4 要求撰写必要程序模块设计图和主要的流程 三、实验过程或算法（源程序） assume cs:code,ds:data data segment dw 1234h,2a45h,345bh,45c7h,5678h,4321h,5432h,6543h,7654h,0d765h table db '0123456789abcde' data ends stack segment db 32 dup(0) stack ends code segment start: mov ax,data mov ds,ax
mov di,0 mov ax,stack mov ss,ax mov sp,32 mov cx,9 s0: mov ax,ds:[si] push cx s1: add si,2 cmp ax,ds:[si] jb change s2: loop s1 xchg ax,ds:[si] xchg ax,ds:[di] mov si,0 mov di,0 pop cx loop s0 mov ax,data mov ds,ax mov si,0 call show mov ax,4c00h int 21h change: mov ax,ds:[si] mov di,si jmp s2 show: push es push di push ax push bx push cx push dx mov ax,0b800h mov es,ax mov di,160*12+2*10 mov cx,10 show1: push cx
反求总结 我们在机房进行UG反求已经一个星期了，同时也结束了反求的课程。在这一星期来我从中学到了不少，从测点到画图。在第一天，老师先告诉我们什么时候是反求：反求工程(Reverse Engineering,RE),也称逆向工程、反向工程,是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程,是一个从样品生成产品数字化信息模型,并在此基础上进行产品设计开发及生产的全过程。通过反求工程复现实物的CAD模型，使得那些以实物为制造基础的产品有可能在设计与制造的过程中，充分利用CAD、CAM等先进技术。由于反求工程的实施能在很短的时间内准确、可靠地复制实物样件，利用一些逆向设计软件（如：UG、Pro/ENGINEER、CATIA、Surfacer、CopyCAD、Trace 等）进行逆向造型。刚开始其实我并不懂老师所讲的，直到自己亲自动手才明白。 UG的逆向造型按照测点→连线→构面→构体。 这次实训的具体安排是：第一天老师布置课题，我们熟悉零件，并按要求熟悉三坐标测量机的工作原理，了解三维测量的方法，测量三维零件。第二天，我们就在机房三位造型，熟悉三维曲面造型的软件功能，对三维测量数据进行分析，确定三维曲面的造型方法，创建三维曲线。第三天，我们还是在机房进行三维造型，创建三维曲面和零件实体造型，修改零件结构等。第四天基本上和第三天的一样。第五天，三维造型，并要求生成二维产品图纸，然后把相关项目资料上交给老师进行考核。我们组分到的是叫拓朴03的零件。刚开始看到这个模型。 在第一天，老师首先带领我们去实习工厂进行测点，到了之后，老师介绍了三坐标测量仪的基本操作方法：测量前先检查CLY三坐标测量仪的各运动部件，选择测头，并安装侧头（注意：在安装侧头时，不得损坏头）。接通测量仪的电源。同时启动计算机。将被测件固定在工作台上，调整侧头方位，使所需测试的所有各点都能检测到为止。在测出工件各点位置数据后，要对数据进行处理，因此，要对被测数据的格式进行转换，以便于软件之间的数据交互使用。选择三维测量-数据输出，可以输出TXT IGES,DXF等格式。AUTOCAD可以用DXF 格式输出。转换成这种格式和后，就可以有其他软件打开多有被测量数值。尽心数据处理，可以确定被测零件的特征或尺寸。通常，里哦你个三坐标测量仪多测得的零件，属于三维立体曲面，所测得点为三维空间点，未来以后三维点造型而做准备。另一种情况是要测零件的某个尺寸值，这种情况需要进行数值分析，并得出该尺寸的实测值，实测后必须作好记录，并对所测零件作出分析或作三维造型。 还有三个注意事项1三坐标测量仪是很重要的设备，在应用三坐标测量仪的过程中，必须要按操作规程尽享操作，对不允许操作的地方不得擅自动用，防止损坏设备2将测量数据保存好，以防止数据损失。3测量结束后，必须将测量头拿下，放入保防箱内，并把三坐标仪的各运动部件固定住。然后切断电源。 我们在打点时一般原则是在曲率变化比较大的地方打点要密一些，平滑的地方则可以稀一些。我们一组人分工合作，两人进行仪器的操作其他的则在旁边观察哪个位置需要打点，哪个位置要打多一些，但是我们在操作过程中还不是很好，感觉打的点不够平整。打完点之后，我们就回去研究图的画法 这是我们测的点云：
重庆理工大学 逆向工程技术实训 说明书 设计题目： 指导老师： 姓名： 专业： 学号： 学院： 中国?重庆 2013年月
前言 关于逆向工程技术实训： 逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同。它是根据已经存在的产品或零件原型，重新构造产品或零件的三维模型，在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。在整个逆向工程中，产品三维几何模型的CAD重建是最关键的，最复杂的环节。因为只有获得了产品的CAD模型，才能够在此基础上进行后续产品的加工制造、快速成型制造、虚拟仿真制造、产品的再设计等。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计学科，是CAD 领域最活跃的分支之一。 逆向工程软件部分品牌有Imageware、ICEM、CopyCAD、Rapid Form 等，本此实训我们利用Imageware软件对产品进行分析、处理。通过逆向工程技术的实训，可以对本软件更加的熟悉并运用，以达到专业技术的初步水平。可以使我们在课堂上的学习与实际的运用相结合，获得在传统的课堂教育得不到的新能力，并且让我们能够掌握整个逆向工程的过程，并且积累设计经验。通过实训过程，更能够了解到自己在专业知识的不足，锻炼独立思考能力和提升团队合作能力，同学们可以相互取长补短。真正意义上的实训有别与以往的传统课堂教学模式，这种实训方式让我们不在一味的依赖老师，而是利用各种方式独立解决问题；同时这种实训方式也让我们在实体建模过程中贯穿国际标准的使用规范，这些都为以后的实际运用及社会工作打下坚实的基础。
目录 第一节、设计题目 0 第二节、设计流程分析 0 第三节、点云的处理 (1) 第四节、导弹一的设计 (3) 第五节、导弹二和机头的设计 (6) 第六节、导弹三的设计 (8) 第七节、导弹四的设计 (10) 第八节、轮子和机轮架的设计 (12) 第九节、导弹五的设计 (15) 第十节、机身、机尾、尾翼和落脚板的设计 (17) 第十一节、侧翼和机盖的设计 (20) 第十二节、机下身部位的设计 (23) 第十三节、后处理 (24) 苏27战斗机逆向设计所得图 (27)
《计算机网络》实验报告 一、实验目的 掌握3种UTP线缆的制作；了解3类UTP线缆的作用并能将其用于实际的网络组网；了解与布线有关的标准与标准组织 了解计算机网络组网的层次化原则；掌握局域网组网中从物理层到网络层所应完成的一般任务；掌握PING和IPCONFIG等命令的使用 学会简单组网；培养初步的协同工作能力 二、实验项目内容 5类UTP与6类UTP双绞线； 布线有关的标准组织及标准； 3种UTP线缆的作用和线图：直连线（Straight-thru），交叉线(Crossover)和反接线（Rollover）； 制作直连线并进行网络互联的练习； 计算机网络组网的一般任务和层次化原则； 按要求进行网络拓扑连接和配置； PING和IPCONFIG实用网络工具
三、实验过程或算法（源程序） 按照网线的制作步骤制作网线： 准备工作：准备RJ45卡线钳一把，水晶头，网线； 制作步骤：共有四步，可以简单归纳为四个字：“剥”，“理”，“插”，“压” 1.剥线：剥线的长度为13mm～15mm，不宜太长或太短； 2.理线：按顺序整理平，遵守规则，否则不能正常通信； 3.插线：一定要平行插入到线顶端，以免触不到金属片； 4.检测：发射器和接收器两端的灯同时亮为正常。 （2）组网 在交换机上用做好的网线连接相邻的电脑，最后在cmd中用Ping命令检查是否连接成功。 四、实验结果及分析和（或）源程序调试过程 （1）结果及分析 有两种网线水晶头接线的方式：交叉线和直连线。我选择的是直连线式，按照双绞线颜色白橙,橙,白绿,蓝,白蓝,绿,白棕,棕的顺序插入并压制好，检验发现只有2,3,6,7连上了，然后跟同组的同学合力又做了两根,都能全部连上。把做好的网线连接到交换机上,成功验证了简单组网。 （2）个人小结
淮海工学院计算机工程学院实验报告书 课程名：《UML理论及实践》 题目：正向工程与逆向工程 班级：Z软件161 学号：2018140539 姓名：陈真杰
一、目的与要求 1、掌握使用Rose从设计模型使用正向工程，得到代码框架； 2、掌握使用Rose从代码使用逆向工程，得到设计模型，并文档化Project。 二、实验内容或题目 在实验3已经设计好的类图基础上，使用正向工程生成代码框架；在生成的代码中修改后再使用逆向工程，重新生成设计模型。 三、实验步骤及结果 1、CAD系统设计模型的类图； 图 1 CAD系统设计模型类图 2、正向工程生成的代码框架； 图 2 正向工程代码框架 3、代码修改后使用逆向工程生成的类图。 图 3 代码修改后使用逆向工程生成的类图 四、结果分析与实验体会 通过本次实验，我学习到了如何使用Rose的导航菜单创建bridge设计模式的系统类图，也学
会了通过使用类线等基本图形结构创建Bridge设计模式的系统类图。经过对比，我发现通过基本图形进行创建要比使用导航菜单去创建快很多。同时创建过程中也能够加深对Bridge设计模式的了理解，为日后更快的使用打下了基础。 五、实验思考题（课外作业） 1、简述正向工程及其作用。 答：正向工程:是指按照软件开发的基本过程，将抽象层次较高的模型转换为相对具体的模型的过程。是根据UML模型生成相应的代码的过程。 作用：从类图生成框架代码；从交互图生成方法中操作调用代码；从状态机图生成状态转换控制代码。 2、简述逆向工程及其意义。 答：是正向工程的逆操作，即根据已有的源代码获得其设计模型。 意义在于：通过逆向工程更新原有设计模式，保证设计模型的有效性。获取丢失或缺少的设计文档，便于理解和完善程序及文档。 3、简述分析设计各阶段分别使用什么模型，及该模型分别使用了哪些UML的图。 答：从设计模型到实现模型的正向工程就是根据UML 模型生成相应代码的过程。包括：①从类图生成框架代码②从交互图（主要指顺序图）生成方法中操作调用代码③从状态机图生成状态转换控制代码。
认知实验 一、实验目的 1．了解机器的组成原理，加深对机器总体的感性认识。 2．了解机器中常用机构的结构、类型、特点及应用。 3．了解常用的机械零件的结构、类型、特点和应用，对其具有感性认识。 二、实验仪器设备 机械原理和机械设计展示柜 三、实验内容与步骤 1．参观实验室中机械原理展示柜，主要了解机构的组成、平面连杆机构、凸轮机构、齿轮机构、轮系机构、间歇机构和一些常见机构的组合。 2．参观实验室中机械设计展示柜，主要了解常用的机械零件如齿轮、蜗杆蜗轮、螺栓联接、带传动、链传动、联轴器、轴和轴承等。 四、思考题 1．机器是由什么组成？机构是由什么组成？什么是运动副？ 2．铰链四杆机构有哪三种基本类型？铰链四杆机构可以演化为哪些其他四杆机构？ 3．凸轮机构是如何分类的？可以分为哪些类型？ 4．齿轮机构根据齿形可以分为哪些类型？ 5．轮系有哪些类型？轮系有哪些功用并列举应用实例？ 6．螺栓联接的基本类型有哪些？螺纹的种类有哪些？ 7．带传动和链传动有什么特点？ 8．常见的滚动轴承的类型有哪些？
机构运动简图的绘制 一、实验目的 1．熟悉并掌握机构运动简图绘制的原理和方法，学会根据实际机械和模型绘制机构运动简图的技能。 2．加深和巩固机构自由度的计算方法，并判断机构是否具有确定运动。 二、实验仪器设备 各类机构模型及实物机械（如：内燃机模型，缝纫机模型等）； 三、实验原理 由于机构的运动仅与机构中所有构件的数目和构件所组成的运动副的数目、类型、相对位置有关。因此，在绘制机构运动简图时，可以撇开构件的形状和运动副的具体构造，而用一些简略的符号（见教科书或《机械设计手册》中有关“常用构件和运动副简图符号”的规定）来代替构件和运动副，并按一定的比例尺表示运动副的相对位置，以此表明机构的运动特征。 四、实验内容与步骤 1．以内燃机模型为例，绘制内燃机的机构运动简图。确定组成机构的构件数：缓慢转动机器，沿着运动传递的线路仔细看清各构件间的相对运动（注意：有些相互连接构件间的相对运动非常微小），从而确定组成机构的构件数目。 2．确定运动副的类型：根据相互连接的两构件间的接触情况及相对运动特点，确定各个运动副的类型。 3．选定视图平面：一般选择与多数构件运动平面平行的平面为视图平面。 4．绘制机构示意图的草图：凭目测在草稿纸上徒手按规定的运动副代表符号，从原动件开始，按各构件的连接次序，用简单的线条代表构件，逐步画出机构示意图的草图。 5．计算机构的自由度数，并判断机构是否具有确定的运动。 6．测量机构运动尺寸：对转动副测量回转中心间的相对尺寸，对移动副测量导路方向线和与其有关的其他运动副间的相对尺寸。 7．选取适当的比例尺，并按照该比例尺绘制内燃机的机构运动简图。 8．选取实验室中其他任意的机械或实物模型，重复上述步骤绘制另一机构运动简
逆向工程也称反求工程,就是指用一定得测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物CAＤ模型得过程。它改变了从图样到实物得传统设计模式,为产品得快速开发与创建设计提供了一条新途径、ＧEOMAGIC ＳTＵDIＯ由美国RＡＩＮＤＲOP公司出品,就是逆向工程中应用最广泛得软件之一！利用GEＯMAGIC ＳTUDIO可轻易根据实物零部件扫描所得得点云数据创建出完美得多边形模型与网格,并自动转换为NURBS曲面,生成准确得数字模型!软件得工作流程与逆向工程技术得工作流程大致相似,其工作流程为点数 据阶段———多边形阶段———成形阶段、点数据阶段主要测量得数据点进行预处理,在多边形阶段主要就是通过对多边形得编辑得已达到拟合曲面所需要得得优化数据,成形阶段就是根据前一阶段编辑得数据,自动识别特征、创建NＵRBS曲面。NURＢS就是Non—Uniｆｏrm RaｔionａｌB－Splines得缩写,意为非统一有理B样条、简单地说,NＵRBS造型总就是由曲线与曲面来定义得,所以要在NＵRBS曲面上生成一条有棱角得边就是很困难得、正因为如此,NURBS曲面特别适合做出各种复杂得曲面造型与表现特殊得效果,如人得面貌或流线型得跑车等、 1、点数据处理 扫描仪得到得数据会引入数据误差而且数据量庞大,为了后续工作方便准确进行需要去除数据中得坏点、减少噪音、平滑数据、分块数据整合对齐、在保证精度与特征得条件下进行数据精简、同时由于测量方法与测量设备得影响会出现数据缺口,这就需要对数据进行编辑来补齐数据。数据处理主要有一下几个方面: ●噪声过滤 ●数据光顺 ●数据精简 2、多边形处理阶段 多边形处理阶段就是在点云数据封装后通过一系列技术处理得到完整得多边形数据模型,为曲面处理打下基础。 在多边形处理阶段首先要“创建流型”来删除模型中非流型得三角形数据,否则在后续处理中由于存在非流型得三角形而无法继续处理、对于片状得模型可以创建“打开”得流型,对于封闭得多边型模型可以创建“封闭”得流型！本例中叶片模型需要创建“封闭”得流型来删除非流型得三角形。 即使就是不同得模型,对于点阶段与多边形阶段得操作都相类似,以上涉及得命令在任何模型点云得处理过程中几乎都会用到、一般情况下,多边形阶段编辑得好坏将决定最终曲面质量得好坏,因为多边形阶段得编辑结果直接进入下一个阶段:成形阶段。 将经过综合处理得点云用Ｐｏlyｇｏn Mｅsh(多边形网格)进行封装。操作如下,点击Pｏints(点)——Wrａp(封装),点击Surface(曲面)选项,点击OK(确定)即得到初始三角网格曲面。多边形处理阶段即就是在此基础上进行后续得修饰处理,具体得操作包括: a.孔洞修补、由于扫描过程中在标记处或者点云缺失处存在三角面得孔洞,需要对其进行修补以获得完整得曲面。孔得填充方法有三种: 内部孔、边界孔与搭桥。针对模型中不同类型得孔,合理选择填充方法; 另外,对于边界比较杂乱得孔,可采取“先删后补”得方法使曲面模型更加光滑。用边界选择工具将边界上得三角面选中并删除,直到孔洞周边得三角面无翘曲、曲率基本一致、选取“基于曲率填充”选项进行修补,可获得近乎无痕迹得修补效果。某些部位虽无孔洞但三角面杂乱,也可以删掉杂乱三角形再进行修补。 b、去除毛刺、质量不好得点云重叠在一起,得到得三角网格曲面比较粗糙,需要进行光顺
《逆向工程与快速成型技术应用》 实验报告
实验名称三维数据扫描 姓名：黄佳伟 班级：12模具设计与制造3班 日期：2014.9.2 小组成员：黄佳伟蒋程飞解翔宇李长江刘凯李臻
目录 一．实验目的 (3) 二．实验要求 (3) 三．实验步骤及方法 (3) 四．所需的设备、仪器、工具或材料 (3) 五．思考题 (10) 六．实验小结 (10)
一、实验目的 1. 掌握一种非接触光学测量设备三维扫描的方法 2. 掌握Geomagic Studio 软件点阶段数据处理的方法，熟悉点阶段数据处 理主要命令的使用。 二、实验要求 完成实物的三维数据扫描及点阶段的数据处理，得到一个完整的多边形数据模型。 三、所需的设备、仪器、工具或材料 1. 扫描件（学生自己准备） 2. 柯尼卡美能达VIVID910 扫描仪 3. Geomagic Studio10.0 逆向设计软件 4. 电脑 四、实验步骤及结果 （一）数据的扫描 Step1 扫描件的准备。 该扫描件反光效果较为合理，则不需要喷 涂上显像剂；为了以后该数据拼 合的方便与准确，应在被扫描 件表面上做上点标记。 Step2 启动Konica Minolta VIVID 910 三维扫描仪，再启动电脑， 打开Geomagic Studio。点击工 具栏上的“插件”按钮出现图 1 所示的对话框。 Step3 调整扫描仪与扫描件之 间的距离与视角，保证扫描件 在显像框的中心位置。 Step4 点击图1所示对话框中 的Scan 按钮，开始扫描。等 待数秒后，显像框更新为图 2 所示，根据出现的点的色谱， 分析数据的质量，扫面图以颜 色来表示距离，越红表示扫描 仪与物体距离越近，越蓝则越 远，图2中可以看出小猪存钱 罐的额头距离扫描仪最近，四 周部分距离较远。 图1
软件工程实验报告 班级：计科1104 学号：1108030405 姓名：邵云娟
实验 1 使用 Microsoft Visio 1.1 实验目的 ⑴熟悉 Visio 的工作环境及组成。 ⑵掌握 Visio 软件绘制图表的基本操作。 ⑶掌握基本流程图的设计方法。 1.2 实验内容 绘制基本流程图 1.3 实验步骤 1.3.1 开始创建图表 ⑴打开一个模板 ⑵添加形状：将【形状】窗口中模具上的形状拖到绘图页面中。 ⑶删除形状：单击所要删除形状，然后按【DELETE】键。 ⑷查找形状：打开一个模具 1.3.2 移动形状和调整形状的大小 ⑴放大和缩小绘图页 ⑵移动形状 ⑶移动多个形状 ⑷调整形状的大小 1.3.3 添加文本 ⑴向形状添加文本 ⑵添加独立文本：单击文本工具 A，单击绘图页面中的空白处，输入文本。 ⑶移动独立文本 1.3.4 连接形状 在 Visio 中，通过将一维形状（称为连接线）附加或粘附到二维形状来创建连接。移动形状时，连接线会保持粘附状态。例如，移动与另一个形状相连的流程图形状时，连接线会调整位置以保持其端点与两个形状都粘附。 1.3.5 设置形状格式 ⑴设置二维形状的格式 ⑵设置一维形状的格式 ⑶更改 VISIO 窗口的颜色设置 ⑷用控制手柄更改形状的外观 1.4实验结果
实验 2 数据流图 2.1 实验目的 ⑴熟悉 Visio 的工作环境及组成。 ⑵掌握 Visio 软件绘制图表的基本操作。 ⑶掌握数据流图的设计方法。 2.2 实验内容 习题 3-3，3-4，3-5 2.3 实验步骤 2.3.1 打开模板 打开一个模板 2.3.2 绘制顶层图 ⑴在顶层进程页面中添加、移动图形元素并调整其大小。将所需要元素用鼠标拖动到模板里，添加所需的元素符号。 ⑵向图形元素中添加文本，并修改数据流图中的文字和格式。 ⑶连接图形元素。 ⑷修改数据流图中各元素符号的格式或形状。 2.3.3 绘制分层数据流图 为每个进程添加一个详细页面。详细页面中可以包含另需详细页面的子进程。 2.3.4 检查数据流图的正确性 在用户没有改变图形元素线条颜色的情况下，如果图形元素为红色线条，则表明图中有错误。 2.3.5 保存文件 在主菜单中选择【文件】——【另存为】，出现“另存为”窗口。单击“另存为”命
理工大学 逆向工程技术实训 说明书 设计题目： 指导老师： 姓名： 专业： 学号： 学院： 中国?重庆 2013年月
前言 关于逆向工程技术实训： 逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同。它是根据已经存在的产品或零件原型，重新构造产品或零件的三维模型，在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。在整个逆向工程中，产品三维几何模型的CAD重建是最关键的，最复杂的环节。因为只有获得了产品的CAD模型，才能够在此基础上进行后续产品的加工制造、快速成型制造、虚拟仿真制造、产品的再设计等。逆向工程技术涉及计算机图形学、计算机图像处理、微分几何、概率统计学科，是CAD 领域最活跃的分支之一。 逆向工程软件部分品牌有Imageware、ICEM、CopyCAD、Rapid Form 等，本此实训我们利用Imageware软件对产品进行分析、处理。通过逆向工程技术的实训，可以对本软件更加的熟悉并运用，以达到专业技术的初步水平。可以使我们在课堂上的学习与实际的运用相结合，获得在传统的课堂教育得不到的新能力，并且让我们能够掌握整个逆向工程的过程，并且积累设计经验。通过实训过程，更能够了解到自己在专业知识的不足，锻炼独立思考能力和提升团队合作能力，同学们可以相互取长补短。真正意义上的实训有别与以往的传统课堂教学模式，这种实训方式让我们不在一味的依赖老师，而是利用各种方式独立解决问题；同时这种实训方式也让我们在实体建模过程中贯穿国际标准的使用规，这些都为以后的实际运用及社会工作打下坚实的基础。
目录 第一节、设计题目 0 第二节、设计流程分析 0 第三节、点云的处理 (1) 第四节、导弹一的设计 (3) 第五节、导弹二和机头的设计 (6) 第六节、导弹三的设计 (8) 第七节、导弹四的设计 (10) 第八节、轮子和机轮架的设计 (12) 第九节、导弹五的设计 (15) 第十节、机身、机尾、尾翼和落脚板的设计 (17) 第十一节、侧翼和机盖的设计 (20) 第十二节、机下身部位的设计 (23) 第十三节、后处理 (24) 苏27战斗机逆向设计所得图 (27)
实验《复杂零件三维扫描实验》指导书 现代设计课内实验实验项目编号： 02010280b 00211337 实验项目名称：复杂零件三维扫描实验（中文） 实验类型：验证 实验学时数：4学时 每组核定人数：6人 适用专业：机械制造 先修课程和环节：掌握机械设计的基础理论；创新设计理论和方法；反求设计基本理论，过程 一、实验目的 1、训练学生熟练掌握机械零件几何量的检测方法和手段，了解零件的几何量的反求分析过程。 2、了解三维扫描的基本原理、扫描点云的后处理，加深根据扫描数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程认识。 3、初步了解逆向工程中使用的各种软件。 二、实验设备 北京天远OKIO扫描仪。精度0.03mm。 1 所示为控制云台的螺杆，可以调节云台上下旋转； 2所示为控制云台的螺杆，可以调节云台水平旋转； 3所示为控制云台的螺杆，可以调整云台左右旋转； 4所示为固定测量头的两个螺丝，用来把测量头固 定到云台上。 三、实验原理 三维扫描仪设备应用于逆向工程技术介绍：①三维扫描速度极快，数秒内可得到100多万点；②一次得到一个面，测量点分布非常规则；③精度高，可达0.03mm；④单次测量范围大（激光扫描仪一般只能扫描50mm宽的狭窄范围）；⑤便携，可搬到现场进行测量； ⑥可对较重、大型工件（如模具、浮雕等）进行测量；⑦大型物体分块测量、自动拼合；⑧大景深：300~500mm；⑨可采集彩色数据。 结构光三维扫描原理：三维扫描仪光栅编码法测量组成原理如图所示，光源照射光栅，经过投射系统将光栅条纹投射到被测物体上，经过被测物体形面调制形成测量条纹，由双目
摄像机接受测量条纹，应用特征匹配技术、外极线约束准则和立体视觉技术获得测量曲面的三维数据。 四、实验步骤 (0)系统标定 摄像机定标（标定）是得到三维世界中物体点的三维坐标与其图像上对应点的函数关系的过程。摄像机定标的精度是决定了系统扫描精度的重要 因素。定标中需要使用到定标块。摄像机定标通过拍摄标 定块在不同位置的图像，来实现对系统的标定。本系统采 用平面标定块，为了能测量空间三维物体，标定块应该放 置在不同的位置，尽量充满待测物体的每次扫描区域可能 占据的空间。 摄像机定标时系统会让用户拍摄若干不同的点位置和三个不同的面位置的定标块图像，摄像机定标的主要步骤如下： 1)从系统菜单进入标定算法模块。 2)将标定块取出，放置到摄像机系统的视野下，尽量覆盖全部的摄像机视野。 3)点击拍摄按钮，拍摄第一幅测量，系统进入计算分析。 4)按照系统要求，调整定标块位置。也可以通过调节摄像机的调节手柄，调整摄像机 相对位置，拍摄第二次和第三次。 5)将标定块反向，使其背面全白的平面朝上放置。 6)按照系统提示，拍摄图像第一次测量。若失败，则重新拍摄。尽量覆盖全部的摄像 机视野。 7)按照系统提示，调节摄像机背面的调节手柄，调整摄像机相对位置，拍摄第二次和 第三次。。 8)系统开始进行计算，计算完成后给出标定的残余误差。 9)误差符合要求，则标定完成。收好标定块。 (1)三维扫描： 10)喷上显像剂，注意喷涂均匀。 11)粘贴标志点，注意间隔均匀，不规则。 12)打开OKIO软件，点击“扫描”下的，“标志点拼接”按钮。 13)开始扫描第一次，扫描完成后，设置保存文件的位置和名称。