逆向工程之毕业设计(论文)
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眼部按摩器三维模型逆向重构毕业设计眼部按摩器是一种常见的美容工具,它可以通过按摩眼部周围的肌肤,促进血液循环,缓解眼部疲劳和眼袋问题。
在本毕业设计中,我将使用逆向工程技术对眼部按摩器进行三维模型的重构。
一、设计背景随着现代人生活节奏的加快和工作压力的增大,越来越多的人出现了眼部问题,如黑眼圈、眼袋等。
为了解决这些问题,市场上出现了各种各样的眼部按摩器。
然而,目前市场上大多数产品都是基于传统设计理念和经验制作的,缺乏科学依据和精确度。
在本毕业设计中我将使用逆向工程技术对现有产品进行重构。
二、逆向工程简介逆向工程是一种通过扫描物体表面并分析其结构和功能来创建三维模型的技术。
它通常包括以下步骤:扫描物体表面、数据处理与分析、建立三维模型等。
三、重构目标本毕业设计的重构目标是创建一个高精度、符合人体工学原理的眼部按摩器三维模型。
通过逆向工程技术,我将对现有产品进行扫描和分析,并根据分析结果进行优化设计。
四、扫描与数据处理1. 扫描设备选择:在本毕业设计中,我将选择激光扫描仪作为扫描设备。
激光扫描仪可以通过发射激光束并测量其反射回来的时间来获取物体表面的几何信息。
2. 扫描过程:我会将眼部按摩器放置在一个固定的平台上,然后使用激光扫描仪沿着物体表面进行扫描。
扫描过程中需要注意保持扫描仪与物体之间的距离和角度一致,以获取准确的数据。
3. 数据处理与分析:得到扫描数据后,我将使用适当的软件对数据进行处理和分析。
我会对原始数据进行滤波和去噪处理,以去除不必要的干扰。
我会使用三维重建算法将点云数据转换为三维模型。
五、优化设计1. 人体工学原理:眼部按摩器应该符合人体工学原理,即适应人体的解剖结构和运动规律。
在优化设计中,我将参考眼部解剖学知识和人体工学原理,确保眼部按摩器的形状和尺寸符合人眼周围的曲线和轮廓。
2. 功能性改进:根据市场调研和用户需求分析,我将对现有产品的功能进行改进。
增加不同模式的按摩功能、加热功能等,以提高用户体验。
《逆向工程技术的研究与工程应用》篇一一、引言逆向工程技术是一种通过分析已有产品或系统的性能、结构、功能等,从而获取其设计原理、制造工艺、技术参数等关键信息的技术。
随着科技的不断进步,逆向工程技术已经成为产品创新、技术升级和市场竞争的重要手段。
本文将就逆向工程技术的原理、方法及其在工程领域的应用进行详细探讨。
二、逆向工程技术的原理与方法1. 逆向工程技术的原理逆向工程技术基于对已有产品或系统的逆向分析,通过获取其结构、性能、功能等关键信息,进行反向推导,从而掌握其设计原理、制造工艺和技术参数。
这一过程需要借助多种技术手段,如物理测量、化学分析、计算机辅助设计等。
2. 逆向工程的方法(1)物理测量法:通过使用各种测量设备,如三坐标测量机、激光扫描仪等,对产品进行尺寸测量和形状分析。
(2)化学分析法:通过对产品材料进行化学成分分析和组织结构分析,了解材料的性能和制备工艺。
(3)计算机辅助设计法:利用计算机辅助设计软件对测量和化学分析结果进行建模和仿真,获取产品的设计原理和制造工艺。
三、逆向工程技术在工程领域的应用1. 产品创新与优化逆向工程技术可以用于产品的创新与优化。
通过对已有产品的结构、性能、功能等进行深入分析,可以获取其设计原理和制造工艺,从而为新产品的设计和优化提供参考。
此外,逆向工程技术还可以用于对复杂产品的快速原型制作,缩短产品研发周期。
2. 技术升级与改造逆向工程技术可以用于技术升级与改造。
对于一些老旧设备或生产线,通过逆向工程技术获取其关键技术和制造工艺,可以对其进行技术升级和改造,提高其性能和效率。
此外,逆向工程技术还可以用于对一些复杂设备的维修和维护,降低维修成本和时间。
3. 知识产权保护与侵权调查逆向工程技术还可以用于知识产权保护与侵权调查。
通过对疑似侵权产品的分析,可以获取其设计原理和制造工艺,从而判断其是否侵犯了原产品的知识产权。
此外,逆向工程技术还可以用于对产品进行反伪造和溯源,保护消费者的权益。
《逆向工程技术的研究与工程应用》篇一一、引言逆向工程技术是一种通过分析已有产品或系统的性能、结构、功能等,从而获取其设计原理、制造工艺、技术参数等关键信息,最终达到创新设计和优化再制造的目的的技术手段。
逆向工程技术在现代工业领域具有广泛应用,尤其是在复杂系统或关键技术的解析和二次开发方面具有重要作用。
本文将对逆向工程技术的原理及过程、技术应用,以及在工程中的应用等方面进行深入研究。
二、逆向工程技术的原理及过程逆向工程技术主要基于产品或系统的实物或数据模型,通过一系列的技术手段,如测量、分析、解析等,获取其设计原理和制造工艺。
具体过程如下:1. 实物或数据模型获取:通过非接触式或接触式测量设备,获取产品或系统的几何形状、尺寸等关键信息。
2. 数据处理与分析:对获取的数据进行处理和分析,提取出产品的结构特征、工艺参数等关键信息。
3. 逆向建模:根据分析结果,建立产品的三维模型或二维图纸等设计文件。
4. 优化再设计:在逆向建模的基础上,进行优化再设计,提高产品的性能、降低成本等。
三、逆向工程技术的应用逆向工程技术广泛应用于机械制造、汽车制造、航空航天、医疗设备、电子设备等领域。
具体应用包括:1. 产品复原与仿制:通过对已有产品进行逆向分析,获取其设计原理和制造工艺,实现产品的复原与仿制。
2. 技术创新与优化:通过对产品进行逆向分析和优化再设计,提高产品的性能、降低成本等,实现技术创新与优化。
3. 故障诊断与维修:通过对故障产品进行逆向分析,找出故障原因和损坏部位,为故障诊断与维修提供依据。
四、逆向工程在工程中的应用实例以汽车制造业为例,逆向工程技术被广泛应用于汽车设计和制造过程中。
通过对竞品的逆向分析,可以获取竞品的设计原理和制造工艺,为新产品的设计和开发提供参考。
同时,通过对汽车零部件的逆向分析和优化再设计,可以提高零部件的性能、降低成本等。
此外,在汽车故障诊断与维修过程中,逆向工程技术也发挥着重要作用,可以帮助技术人员快速找出故障原因和损坏部位,提高维修效率。
第一章概述1.1引言制造业长期以来一直是发达国家的国民经济支柱,约占整个国民生产总值的60% 以上。
随着社会及科学技术的发展,市场对制造业提出了许多新的要求。
与传统的相对稳定的市场相比,现在市场的主要特点是:①产品生产周期缩短,更新速度变快;②产品品种不断增加,生产批量不断减少;③产品的质量、价格和交货期是企业生存的关键。
针对这些特点,从事制造业的企业必须采用新的技术、管理与经营手段来适应市场变化,满足市场要求,才能求生存、谋发展。
CAD/CAM 技术就是在这种背景下应运而生的。
CAD/CAM 技术的出现和发展使传统的机械制造生产过程发生了极其深刻的变化。
其中设计过程由人工经验设计转化为自动化或半自动化的理论设计与优化设计,并对生产过程作全局最优化的组织与控制[1]。
CAD/CAM 技术的推广与应用大大缩短了产品开发周期,促进了多品种、少批量和单件加工模式的发展,并保证了质量,降低了成本。
传统的CAD 产品开发过程是根据市场需求,提出目标和技术指标,进行功能设计,由设计数据构造产品的几何模型,再经过数控加工等一系列的活动形成产品的过程。
其中几何造型技术在现代工业产品的设计与制造中已得到广泛的应用,体现在将抽象的高层次概念经过造型手段得到CAD 模型,然后进行后续操作,如有限元分析、数控加工指令生成、性能评测、模型修改等。
这一过程称为“正向设计”,或“正向工程”(Forward Engineering, FE)。
然而在许多情况下,设计工作所面对的现实是,只有产品样件与实物模型,而缺乏产品的原始设计资料和图纸。
为了适应先进制造技术的发展,需要将这些样件或模型还原为CAD 模型。
这种根据实物模型或样件的测量数据,建立数字化模型并作造型的方法,可以加快新产品的开发过程。
近年来,这种从实物样件获取产品设计与制造工艺等相关信息的技术,已发展为CAD/CAM 中一个相对独立的范畴,统称为“逆向工程”或“反求工程”(Reverse Engineering, RE)。
目录摘要 (1)第一章绪论 (5)1.1逆向工程简介 (5)1.1.1逆向工程的概念 (5)1.1.2逆向工程的现状及应用 (6)1.1.3逆向工程的一般步骤 (9)1.2测量工具ATOSⅠ介绍 (10)1.3软件Pro/E介绍 (13)1.4CATIA软件介绍 (16)1.5本课题的意义和内容 (19)第二章逆向工程中的测量技术 (19)2.1测量方式 (20)2.2零件扫描过程 (22)2.3本章小结 (25)第三章逆向工程的后处理及三维建模 (26)3.1逆向工程的后处理 (26)3.1.1逆向工程后处理的要求 (26)3.1.2曲线与曲面的连续性 (27)3.1.3曲线的拟合 (27)3.1.4曲线的构建 (28)3.1.5点数据处理 (29)3.1.6曲线的构建和分析 (31)3.1.7曲面构建与分析 (33)3.2基于CATIA软件下逆向后处理 (36)3.2.1 CATIA曲面重构工具介绍 (36)3.2.2平面特征 (38)3.3曲面重构具体过程[4][5][6] (38)3.5曲率分析 (47)3.4本章小结 (49)第四章基于Pro/E的玩具汽车结构设计及虚拟装配 (50)4.1 各个零部件的设计 (50)4.1.1规则实体重构方法 (50)4.1.2零件设计的一般步骤 (50)4.2虚拟装配 (56)4.3本章小结 (61)第五章结论 (61)参考文献 (63)致谢 (65)摘要逆向工程技术是数字化与快速响应制造大趋势下的一项重要技术,是CAD领域中一个相对独立的范畴。
逆向工程是一项开拓性、综合性、实用性较强的技术,逐渐成为产品开发中不可或缺的一环。
逆向工程能够提高设计精度,获得较高的模型质量,缩短设计和制造周期,具有广阔的应用前景,因此受到各国工业界和学术界的高度重视。
本文研究了逆向工程的关键技术,并应用于玩具车覆盖件的模型重建。
逆向工程的关键技术包括:数据获取、数据处理和模型重建。
《逆向工程技术的研究与工程应用》篇一一、引言逆向工程技术(Reverse Engineering Technology)在当代的制造业中占据了举足轻重的地位。
这项技术涉及到产品的反求设计和创新设计过程,是对原始产品设计的一种深入分析。
其研究涉及面广,包括了物理学、计算机技术、化学以及众多相关学科,应用场景多样,对工程领域有着深远的影响。
本文将就逆向工程技术的相关概念、原理以及在工程应用中的实际作用进行探讨。
二、逆向工程技术的定义与原理逆向工程技术是一种利用现有产品或服务,通过一系列的技术手段和工艺流程,对其进行结构、性能、功能等属性的研究,并最终达到反求其设计思路、原理和制造方法的目的。
其基本原理包括产品拆解、数据采集、数据处理、模型重构等步骤。
1. 产品拆解:对产品进行物理或化学的分解,以便于后续的数据采集和分析。
2. 数据采集:利用各种测量设备和技术,如三维扫描仪、CT 扫描等,获取产品的几何形状、尺寸等数据。
3. 数据处理:对采集的数据进行清洗、修正和优化,为后续的模型重构提供基础。
4. 模型重构:根据处理后的数据,建立产品的三维模型,进而分析其设计原理和制造方法。
三、逆向工程技术在工程应用中的作用逆向工程技术被广泛应用于汽车、机械、航空等工程领域。
以下是逆向工程技术在工程应用中的具体作用:1. 产品复制:对原产品进行反求,从而实现对产品的完全复制,达到高仿真的效果。
这在汽车行业尤为常见,对于零部件的制造和改进有重要的价值。
2. 故障诊断:通过对已出现故障的产品进行逆向分析,可以快速找到故障的原因和位置,从而采取相应的维修措施。
3. 产品改进:在了解原产品设计原理和制造方法的基础上,可以进行产品的优化和改进,提高产品的性能和质量。
4. 创新设计:逆向工程技术不仅可以帮助我们理解和学习原产品的设计思路和制造方法,还可以为创新设计提供灵感和思路。
通过对不同产品的特点和优势进行综合分析,可以设计出更具创新性和竞争力的新产品。
逆向工程毕业论文(1)逆向工程毕业论文姓名 :班级 :学号 :导语:现代先进制造技术的发展,将实物的样件或模型转化为CAD数据模型,在利用快速成型系统、计算机辅助设计系统等对其进行数据处理,并不断的进行修改和优化设计这就是逆向工程技术。
逆向工程实现了从实际物体到几何建模的直接转换。
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、概率统计等学科。
一逆向工程技术定义逆向工程也称反求法、反求工程。
逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同。
它是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型,在此基础上对已有产品进行CAD重建,在根据需求进行设计和改进,是对已有产品设计的再设计和改进。
逆向工程的主要任务是将原始物理模型转化为工程设计概念或产品数字化模型。
实物或样件一三维测量数据一三维产品数模一产品的一体化开发。
设计中充分利用CAI)/CAE/CAM技术对已有的产品进行设计服务。
二逆向工程测量系统根据测量时测量头是否和零件接触,可按其测量方式分两大类。
2.1 接触式测量:故名思议,测量时测量针头测量时和零件接触取得数据。
根据使用的测头不同。
又可分为触发式和连续式。
接触式应用最为广泛的是三座标测量机。
它是20世纪6o年代发展来的新型高效精密测量仪器,是有很强柔性的大型测量设备。
2.2 非接触式测量:根据测量原理的不同,可分为三角形法、激光干涉法、激光衍射法、结构光法、计算机视觉法、超声波法和层析法、CT测量法、MRI测量法等。
三逆向工程技术流程3.1 数据采集:逆向工程是以一个物理零件或模型作为开始,进而决定下游工程。
通常采用三坐标测量机、激光三维扫描、结构光测量等装置来获取样件的三维数据点。
3-2 数据处理:包括点云处理、曲线处理、曲面处理、误差分析①点处理过程:主要包括多视点云的拼合、点云过滤、数据精简和点云分块等。
② 曲线处理过程:根据所要创建的曲线类型,曲线可以设计得与点的片段相同,让曲线更光滑;也可由已存在的点创建出曲面;检查和修改曲线,检查曲线与点或其它曲线的精确度、平滑度与连续的相关性在进行设计修改。
目录1. 绪论 (3)1.1. 课题研究的提出与意义 (3)1.1.1课题背景 (3)1.1.2课题意义 (4)1.2逆向工程特点和过程 (6)1.2.1逆向工程的特点 (6)1.3快速成型的技术原理、早期发展和特点功能 (8)1.3.1快速成型原理 (8)1.3.2快速成型工艺方法 (9)1.4软件介绍 (11)1.4.1 Imageware软件简介 (11)1.4.2 Pro/Engineer软件逆向工程模块简介 (13)2.逆向工程一般步骤 (15)2.1实体三维数据的获得——扫描 (15)2.2点云处理 (15)2.3曲面重构 (16)2.4实体建模 (18)2.5 本次设计逆向方案的确定 (18)2.6 本章小结 (19)3.建立乌龟曲面具体步骤 (20)3.1乌龟曲面逆向开发的流程 (20)3.1.1数据获取和处理 (20)3.1.2点云数据清理 (20)3.1.3数据转化导出通用格式 (21)3.2小平面特征 (21)3.2.1造型前准备 (22)3.2.2输入点云数据 (22)3.2.3点云数据处理 (24)3.2.4包络处理 (26)3.2.5小平面处理 (26)3.3重新造型 (32)3.3.1修改数学属性 (33)3.3.2修改曲面 (34)3.3.3曲面重新构造 (35)3.4实体化过程 (35)3.5快速成型制造 (37)3.6质量评估检测 (38)3.7本章小结 (40)4.总结 (41)致谢 (42)参考文献 (43)1.绪论1.1.课题研究的提出与意义1.1.1课题背景逆向工程技术是20世纪80年代初分别由3M公司、日本名古屋工业研究所以及美国UVP公司提出并研制开发成功的。
在国外,逆向工程越来越受到学术界和工业界的重视,目前逆向工程已经发展成CAD/CAM系统中的一个相对独立的研究分支。
在数字化测量技术方面,测量方法各种各样,测量设备和精度日益提高。
由英国Ferranti 公司于20世纪50年代开始研制的三坐标测量机(coordinate measuring machine,CMM),以及德国Zeiss公司于1973年推出的UMM500测量机已成为传统机械接触式测量方法的代表。
逆向工程结课论文题目:《谈快速模具技术应用优势》学院:信息科学与工程学院班级:电科101班姓名:陆云鹏(21)学号:40一背景传统的采用锻件或型材通过机械加工获得模具的方法,其设计加工周期长,生产成本高,特别是对形状复杂或者含有内腔的模具,锻造和加工都很困难,甚至不能实现现代工业的发展,表明了现代市场对模具技术的要求越来越高。
二传统模具加工模具的传统制造方法一般是使用立体雕刻机或液压三次元靠模铣床制作出成等比例的模具,再进行生产。
这种方法无法建立产品尺寸图档,也无法对产品进行修改,而且此类方法手工修模量大,间隙不均匀。
需反复修模、试模,质量不稳定,加工周期长,对后期的数控加工及检验均带来很大的困难。
由于实物铸造模型本身所存在的收缩及偏差,此类模具所得样件不可避免地存在缺陷。
有时也会利用实物样件直接进行仿形加工,而仿形则会将样件上的损坏或磨损等缺陷全部复制到模具上,其最终产品也继承了样件的全部缺点,造成产品的外观性差、尺寸精度及使用性能达不到要求。
尤其重要的是传统方法所生成的模具型腔不具有修改性及重新设计的能力。
三现代快速模具技术及其发展优势由于传统的模具加工适应不了现在市场的发展,从20世纪80年代开始快速模具技术渐渐发展起来。
快速模具技术是一项集中了数控技术、计算机技术、新型材料技术以及激光技术的优点,将计算机设计模具融入其中,体现出了这项技术的信息技术化发展,这项技术的出现大大的克服了传统模具加工中的缺点,不但大幅度降低了设计生产的成本,也使得生产所使用的周期缩短,计算机软件的投入使用也让生产的模具具有了前面所提到的修改性,设计制造的模具具有了更高的精确度,不但降低了生产所需成本,降低了生产过程中出现次品程度,也满足了现代市场越来越高的需求。
数据显示在我国进入19世纪以来,随着下游塑料制品等行业的快速发展,加之CAD/CAM等信息技术的突破,我国模具行业实现了突飞猛进的增长。
随着CAD/CAM技术的应用,中国模具行业从2003年到2010年取得了快速发展,8年间收入增长了10倍,模具专家罗百辉预测,2018年中国将成为全球最大模具制造业基地之一。
《逆向工程技术的研究与工程应用》篇一一、引言逆向工程技术,又称为反向工程或反向设计,是一种从已有的产品或样品中,提取出设计思想、工艺过程以及核心技术,并进行研究、改造和创新的过程。
这项技术在当今工业和产品设计中占有举足轻重的地位。
在过去的几年里,随着科技的发展和知识产权保护意识的增强,逆向工程技术的研究与工程应用逐渐成为国内外学者和企业关注的焦点。
二、逆向工程技术的理论基础逆向工程技术的理论基础主要包括计算机视觉、计算机图形学、计算机辅助设计、制造技术、材料科学等。
通过对产品进行测量、数据采集和模型重建,逆向工程技术能够提取出产品的三维几何形状和表面特征等信息。
同时,借助专业的软件和算法,还可以进一步分析产品的结构、材料、制造工艺等核心技术。
三、逆向工程技术的工程应用1. 汽车制造行业:在汽车制造行业中,逆向工程技术被广泛应用于新车型的研发和改进。
通过对竞品车型的测量和分析,可以提取出其设计思想和制造工艺,从而为新车型的研发提供参考。
此外,通过对现有车型的改进和优化,可以提高产品的性能和外观质量。
2. 机械制造行业:在机械制造行业中,逆向工程技术被用于设备的维修和升级。
通过对损坏或老化的设备进行测量和分析,可以提取出其关键部件的几何形状和尺寸信息,从而为设备的维修和升级提供依据。
此外,逆向工程技术还可以用于新设备的研发,通过借鉴其他设备的成功经验和技术,加速新设备的研发进程。
3. 电子产品行业:在电子产品行业中,逆向工程技术被广泛应用于产品的仿制和创新。
通过对竞品产品的测量和分析,可以提取出其电路设计、结构设计和外观设计等信息,从而为新产品的研发提供参考。
此外,通过对老旧产品的改进和升级,可以提高产品的性能和用户体验。
4. 医学领域:在医学领域,逆向工程技术被用于生物医学工程和医疗设备的研发。
通过对人体器官或组织的测量和分析,可以提取出其三维几何形状和结构信息,为医学研究和手术提供精确的数据支持。
西南科技大学毕业设计(论文)题目名称:风扇叶片的非接触测量和三维建模研究年级:2004级■本科□专科学生学号:20045659学生姓名:都方军指导教师:乐莉学生单位:制造科学与工程学院技术职称:副教授学生专业:机械0408 教师单位:制造学院西南科技大学教务处制西南ug网 Ⅰ风扇叶片的非接触测量和三维建模研究摘要:随着计算机技术的迅速发展,计算机三维造型技术特别是逆向工程技术在工业上已经得到了广泛的应用。
为了解决风扇叶片难以精确测量的问题,本文研究了风扇叶片外形的逆向工程造型方法,并对逆向工程概念、方法进行系统的阐述。
通过光学扫描仪的非接触测量获取风扇叶片表面的云状数据,并利用Imageware和geomagic软件对测量数据进行处理,且基于NURBS曲面重构理论进行叶片造型表面重构,最终实现了风扇的曲面重构,产生风扇的三维模型及二维图。
与传统的正向设计方法相比,该方法提高了工作效率,缩短了新产品的开发周期。
关键词:逆向工程;非接触测量;点云;建模Fan Blade non-contact measurement and 3D ModelingAbstract:With the rapid development of computer technology, Three-dimensional computer modeling technology, especially the reverse engineering technology in the industry, has been widely used. Fan Blade difficult to solve the issue of accurate measurement, This paper studies the shape of the fan blade reverse engineering modeling method, And reverse engineering concepts, methods and systematic elaboration. By optical scanners access to the non-contact measurement of the fan blade surface cloud of data, with Imageware and geomagic, the measurement data is processed and NURBS surface reconstruction based on the theory blade shape surface reconstruction, The ultimate realization of a fan surface reconstruction, Being designed with the traditional method, The method improves the working efficiency, Shorten the development cycle of new products.Key words:Reverse Engineering; Non-contact measurement; Point Cloud; Modeling目录第1章绪论 (1)1.1 引言 (1)1.2 课题提出的背景及意义 (1)1.21 逆向工程在国内外研究状况 (1)1.22 逆向工程的原理及特点 (2)1.23 逆向工程的流程及应用领域 (3)1.24 课题的目的及意义 (5)1.3 研究内容 (5)第2章逆向工程软硬件设备及过程 (5)2.1 扫描设备 (5)2.2 点云处理软件 (8)2.3 曲面处理软件 (8)2.4 实体建模软件 (10)2.5 实体三维数据的扫描 (12)2.6 点云处理 (13)2.7 曲面重构 (14)2.8 实体建模 (19)2.9 后续加工处理 (20)第3章建立风扇叶片数模的具体步骤 (22)3.1 风扇叶片逆向开发的流程 (22)3.2 模型分析 (22)3.3 扫描 (22)3.4 点云数据处理 (34)3.4.1 清除噪点 (34)3.4.2 手动注册 (35)3.4.3 全局注册 (36)3.4.4 合并 (36)3.4.5 补洞 (37)3.4.6 边界优化 (37)3.4.7 简化数据及保存 (37)3.5 曲面造型 (38)3.5.1 对齐点云 (39)3.5.2 建立圆柱面 (40)3.5.3 建立球面 (40)3.5.4 建立球底面 (40)3.5.5 偏移球面及上下底面 (41)3.5.6 剪切中间凹槽及洞 (41)3.5.7 建立小圆柱及洞 (42)3.5.8 提取一个叶片及建立曲面 (42)3.5.9 偏移扇叶曲面并倒角 (43)3.5.10 建立另外2个叶片面 (43)3.5.11 数据转化导出通用格式 (44)3.6 实体造型 (44)3.6.1 数据导入 (45)3.6.2 曲面缝合及模型实体化 (46)3.6.3 产生风扇叶片的二维图 (46)结论 (48)参考文献 (53)致谢 (54)第1章绪论1.1 引言反求工程(Reverse Engineering)是根据现有实物模型的测量数据演绎出零件的设计概念和CAD模型,其目的就是消化吸收并改进国内外先进技术,快速赶上或超过世界先进生产技术水平、赢得市场竞争.作为近年来迅速发展的快速设计制造技术的重要分支,可大大缩短产品制造周期,因而在制造领域得到了广泛的应用。
1.2 课题提出的背景及意义1.2.1 逆向工程在国内外研究状况(批注:阐述的文字没有数据和事实作为证明支撑和依据。
)美国在其国内已经建立了集测量、设计、快速成型、数控加工于一体的逆向工程中心,在英国、德国、法国、日本、韩国、台湾等许多国家和地区已有商品化的逆向工程设备和系统软件相继投入使用,有效地提高了企业的竞争力,促进了生产力的发展,反求工程在国外已取得了长足的进步。
中国是制造大国,制造业在世界上排第四,但我们的制造水平还比较落后,大多数产品都还用外国提供的技术。
随着我国工业的不断进步中,吸收国外先进产品技术并进行改进是重要的产品设计手段。
逆向工程技术为产品的改进设计提供了方便的工具,在已有产品基础上设计新产品,缩短开发周期,可以使企业适应小批量的生产要求,从而使企业在激烈的市场竞争中处于有利的地位。
在国内反求工程还处于一个初级阶段。
在我国东西部的逆向工程的水平不一样,在东部沿海大多数设计开始使用逆向设计而在西部基本还处于原始的正向设计阶段,因此中国的反求水平还是一个落后的阶段,逆向设计还有很大的发展空间。
通过对风扇叶片的反求,认识反求的方法和过程,了解逆向工程的用途。
1.2.2 逆向工程的原理及特点逆向工程的原理就是一个“从有到无”的过程,根据已经存在的产品模型,通过各种测量手段及三维几何建模方法,将原有实物转化为计算机上的三维数字模型,反向推出产品的设计数据的过程。
逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描,得到其三维轮廓数据,配合逆向软件进行曲向重构,并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果,最终生成IGES或STL数据,据此就能进行快速成型或CNC数控加工。
在瞬息万变的产品市场中,能否快速地生产出合乎市场要求的产品就成为企业成败的关键。
由于各种原因我们都会遇到只有一个实物样品或手工模型,没有图纸或CAD数据档案,没法得到准确的尺寸,这就为我们在后续的工作中采用先进的设计手段和先进的制造技术带来了很大的障碍,制造模具也就更为烦杂。
但是逆向工程技术很好的解决了这一问题。
传统的复制方法时间长而效果不佳,已渐渐为新型数字化的逆向工程系统所取代。
逆向工程系统就专门为制造业提供了一个全新、高效的三维制造路线。
并给出一个一体化的解决方案:从样品→数据→产品。
从样品(实物,图片等)直接反求出cad数据,然后用快速成型或CNC数控直接加工出产品(模具),因此逆向工程具有快速,高效等特点。
1.2.3 逆向工程的流程及应用领域逆向工程的流程由以下几步组成,模型曲面分析→确定扫描方案→进行实体点云扫描→进行点云数据处理→建立需要的曲线→建立曲面→进行实体建模。
逆向工程已成为联系新产品开发过程中各种先进技术的纽带,并成为消化、吸收先进技术。
实现新产品快速开发的重要技术手段。
其主要应用领域如下:(1)对产品外形美学有特别要求的领域,由于设计师习惯于依赖3D 实物模型对产品设计进行评估,因此产品几何外形通常不是应用CAD 软件直接设计的,而是首先制作全尺寸的木质或粘土模型或比例模型,然后利用逆向工程技术重建产品数字化模型。
(2)当设计需要实验才能定型的工件模型时,通常采用逆向工程的方法。
例如航天航空、汽车等领域,为了满足产品对空气动力学等的要求,需进行风洞等实验建立符合要求的产品模型。
此类产品通常是由复杂的自由曲面拼接而成的,最终借助逆向工程,转换为产品的三维CAD 模型及其模具。
(3)在模具行业,常需通过反复修改原始设计的模具型面。
这将实物通过数据测量与处理产生与实际相符的产品数字化模型,对模型修改后再进行加工,将显著提高生产效率。
因此,逆向工程在改型设计方面可发挥正向设计不可替代的作用。
(4)逆向工程也广泛用于修复破损的文物、艺术品、或缺乏供应的损坏零件等。
(5)借助于工业CT技术,逆向工程不仅可以产生物体的外部形状,而且可以快速发现、定位物体的内部缺陷。
1.2.4 课题的目的及意义采用三维光学测量系统对叶片进行反求,建立风扇叶片的三维模型,并转化为二维生产图,以解决风扇叶片难以精确测量的问题,此方法有效地解决了风扇叶片难以精确测量的问题。
通过毕业设计认识逆向工程,在以后的设计中考虑逆向工程,因为它缩短了开发周期,降低了产品开发成本。
如果将逆向工程与已有的计算机辅助设计(cad),计算机辅助制造(cam)等技术有机的结合在一起,将有效地提高产品设计与制造的水平。
对设计人员来讲,将传统的设计方法与逆向工程相结合,提高设计人员的整体水平;对国家而言,具有缩小发展中国家与发达国家之间的差距具有重要意义。
1.3 研究内容熟悉风扇的结构,了解三维测量仪器的操作,拼接技术的研究,总结扫描技巧。
了解风扇(一类的)点云的处理方法,通过风扇叶片的扫描知道反求工程的大概扫描过程。
学习IMAGEWARE和geomagic软件。
通过原物的扫描后,得到其形状,根据需要改变其形状参数,逆向设计后再进行正向设计。
介绍完题目的背景和意义,以及逆向的基本原理和流程,下面介绍逆向工程的软硬件设备。