基于特征匹配的逆向工程模型重建方法

逆向工程(RE)也称反求工程,以实物、样件、软件(包括图样、程序、技术文件等)或影像(图片、照片等)为对象,应用产品设计方法学、系统工程学、计算机辅助技术方法进行系统分析和研究,探索掌握其关键技术,进而开发出同类或更先进产品。从数据采集、数据处理和模型构建3个阶段给出了RE中的模型重建过程。首先基于特征的点云匹配方法进行数据采集,获取物体表面的点云数据,然后采取降噪、平滑等方式进行预处理,最后通过曲面拟合、曲面特征提取和数据拼接完成实物到模型的建模。同时给出了各阶段的通用方法和实际应用的注意事项。RE可快速准确地确定实物的结构特点、内部构造等信息,并为后续设计提供参考。

逆向工程在重构髋关节骨CAD模型中的应用

目的:根据逆向工程原理,运用逆向工程软件把CT/MRI扫描的髋关节组织数据重建模型,使其能用于CAD/CAM机械制造中。材料与方法:应用Mimics软件,对髋关节组织扫描图像进行处理,创建三维立体模型,并在此模型基础上提取NURBS曲线、曲面模型,进行CAD设计再创造,使其最终运用于CAD/CAM中。结果和结论:假体/植入体的设计需要病理区的数字模型作为参考,如果没有病理区的模型,假体设计将很难开展下去。本研究运用Mimics中MedCAD模块,用MRI二维断层扫瞄数字在创建髋关节骨三维模型的基础上,进行髋关节股骨上段曲线、曲面提取。通过CAD的再创造,模型都可以IGES格式输出,可供任何CAD系统软件读取,用于构建生物材料的金属件、进行定制体的设计、制造等。

逆向工程及其在CAD软件中的实现

目前,随着我国机械设计制造水平的提高,逆向工程技术在众多领域的应用日益广泛。本文阐述了逆向工程的基本概念,分析了坐标点采集,数据处理等关键技术,同时,论述了CAD软件在逆向工程设计中的应用,并讨论了CAD三维模型的建立和后处理等实现过程。

反求工程中三坐标机与CAD/CAM系统的数据交换

ＩＧＥＳ格式是一种简单、方便的点坐标数据数据转换格式。在产品反求工程中，三坐标机的数据可根据产品 测量需要，转换为ＣＡＤ／ＣＡＭ能接受的图形信息格式。本文根据ＩＧＥＳ的格式要求，编制了一ＩＧＥＳ格式转换程序应 用于实践。

模具CAD/CAM逆向工程中数据处理方法研究

针对模具CAD/CAM逆向工程中数据处理的特点,规划出逆向工程数据处理的一般流程,在对数据处理方法及实现技术深入分析的基础上,采用数据点阶跃最值法和数据曲线曲率变化极值法,实现了去除坏点处理;利用扫描步距判别法和网格划分法完成了数据打断和匀化处理;用微平面法消除了测头半径对测量数据的影响;运用拉普拉斯边界检测算子结合边界曲线搜索算法完成了数据分片等数据处理工作。并采用面向对象的程序设计方法编制了相应软件,为逆向工程在模具领域的应用做好了准备。

逆向工程中的CAD建模技术及软件系统

三维CAD模型的重建是逆向工程中的关键技术,而伴随着逆向工程及其CAD重建相关技术理论研究的深入进行,也涌现出大量的商业化逆向工程CAD建模软件系统。本文对目前逆向工程CAD建模及软件技术进行了分析和总结,给出了利用逆向工程软件进行CAD建模的实例,并展望了逆向CAD及软件技术的发展方向。

反求工程软件与商用CAD/CAM系统的I/O设计

反求工程软件 RE SOFT是集复杂曲面测量、造型及加工于一体的反求 CAD/CAM软件系统 ,为架构 RE SOFT与典型 CAD/CAM系统信息交换的桥梁 ,提出了 RE SOFT系统与典型 CAD/CAM系统 ( UG、Pro/E等 )数据 I/O接口的一种设计方法。这种数据接口的设计实现为 RESOFT系统的工程实际应用奠定了基础 。

复杂曲面零件的逆向重构与实际模型误差的研究

逆向工程又称逆向设计,是现代产品设计理论与方法的重要组成部分,是正向设计的扩展和补充,目前被广泛应用于汽车零部件、航空航天、模具、医疗等领域。为保证逆向重构数据的准确性,以复杂曲面零件来研究逆向重构的模型与实际模型的误差。提出了逆向重构与实际模型误差检测的方法,对零件使用扫描仪进行数据采集,Geomagic软件进行点云处理,UG软件进行逆向重构,最后将逆向重构完成的三维模型和采集的点云数据进行比较,分析逆向重构的模型是否合格,对于零件的关键部位,采用实际测量和虚拟测量相结合的方法,分析逆向重构的模型与实际模型的误差,评估逆向重构完成的模型精度,结果发现满足要求,验证了逆向重构与误差检测方法的正确性。采用逆向工程工作方式可以高效地完成零件的模型,大大地降低了产品开发成本,同时也为其他产品的设计与制造提出新的设计思路。

基于Gemagic、MasterCAM的CAD/CAM模型重建技术研究

Gemagic和MasterCAM是CAD/CAM工程中的常用软件。通过三坐标测量仪获取点云数据,并采用Geomagic软件重构出CAD模型;在后续加工中,使用MasterCAM软件,针对已经生成的CAD模型,分析其加工工艺要求,设置加工工艺参数,生成并且校验了刀具轨迹,最后经后置处理生成有效的数控程序,并加工出实物。

利用软接口技术实现CAD/CAM系统数据共享

介绍了利用软接口技术实现ＣＡＤ／ＣＡＭ间的数据共享和完成机械零件加工过程中的若干重要技术

旋转曲面体模型数据采集的研究与实践

以旋转曲面体模型重建为应用背景,分析了现有模型重建中数据获取技术,提出了基于旋转体的二维图片快速提取数据的方法,开发了一种有效快捷获取模型三维数据的系统.该系统通过生成的Bezier曲线和NURBS曲线来拟合模型的轮廓线,然后导出拟合曲线的三维控制点数据,从而实现旋转曲面体模型数据的采集.实验证明,此方法方便快捷,实用性强,为旋转体模型的三维重建提供了新的技术支持。

施工进度计划设计软件开发在水利水电工程中的应用

开发施工进度计划设计工具,通过自定义项目类型等基础数据与项目任务相关联,统计项目工程量、资源消耗、道路运输强度等信息。基于CAD二次开发,定制标准化的CAD横道图和施工强度曲线绘制工具。应用于国内某大型水电工程可研阶段施工进度设计道路运输强度分析及横道图绘制,提高设计的效率和质量。

数据分析软件在低压垂直铸造机中的应用

在高品质铝合金圆棒铸造过程中,若出现设备故障、产品质量缺陷、安全事故等情况时,需要调取相关铸造历史数据进行故障分析,文章针对ibaPDA工程师站的系统构建及利用数据分析软件ibaAnalyzer进行历史故障分析,得出设备故障原因、产品质量缺陷等分析结果,方便工艺操作人员对生产异常时产品质量数据的追源。。

逆向工程的关键技术及其应用研究

全面论述了逆向工程的应用领域；讨论了坐标点的测量技术，说明了各种测量方法的特点和适用范围；阐述了逆向工程中曲面重建技术及存在的主要问题，提出了一种用Ｂ样条曲面重构复杂雕塑曲面的算法。该算法首先利用部分测量数据构造张量积的Ｂ样条网格曲面，通过确定适当的检查点，并计算检查点到所构造的Ｂ样条网格曲面间的距离，从而控制重构曲面的构造精度；文章最后给出了与通用ＣＡＤ／ＣＡＭ集成一体的曲面自动重建模块的主要功能。

反求工程中复杂曲面数字化重构关键技术的研究

针对汽车覆盖件实物模型实施反求工程来构建其CAD数字化模型,在反求工程的一些关键技术,如实物模型表面数字化技术、数据点云分割技术、三维曲面拟合技术及曲面光顺技术等方面,提出一些创新性的研究观点和具体实现方法。

基于CATIA的逆向工程的曲面重建

文章介绍了逆向工程技术的定义,系统地研究、分析了逆向工程的工作流程,整个流程分为数据采集、数据处理和曲面重构3个部分;以鼠标外壳模型的曲面重建为例,用激光扫描仪获取三维点云数据,在CAT-IA中对点云进行数据处理,实现曲面重构,最终生成鼠标外壳的实体模型;说明了逆向工程的整个设计应用流程。

逆向工程在工业设计中的应用

文章从逆向工程的原理、特点以及应用方法进行分析,结合工业设计领域设计前期对概念产品模型的需求特点,提出了适合工业设计领域的逆向设备,以及在点云扫描采集中应注意的问题。总结了逆向工程在工业设计中的作用,并通过汽车案例说明了逆向工程在工业设计中的应用流程,加速了产品开发的速度和质量。

贵州少数民族文化遗产的逆向工程应用研究

以少数民族文化遗产的保护和开发方法研究为目的,从实物测量、三维CAD模型、曲面模型评价体系、CAD模型重建等方面详细阐述了逆向工程技术在文化遗产保护方面的应用.选用有代表性的贵州少数民族文物——布依族酒壶、水壶以及木制傩戏面具作为研究对象,采用Hiscanner激光扫描测头对其进行数据采集,扫描得到的点云数据可刻录到光盘上作为文物数据永久保存;更进一步地,采用目前流行的逆向工程软件Geomagicstudio对点云数据进行数据精简、数据滤波、数据修补、提取特征线等处理后得到NURBS曲面;为保证曲面模型重建的精度,在曲面重建模型后对其误差评价,通过控制误差的方式指导曲面模型重建,使重建的文物曲面模型能真实完整地反映原状;最后,在功能强大的三维造型软件Solidworks中导入重构的NURBS曲面进行曲面缝合、放样等,将其生成实体CAD模型,并对模型的局部特征进行适当的再设计以实现文物实体模型的优化.对该模型进行快速成型制造可得到文物复制品或成品模具,即实现逆向工程技术在文化遗产保护中的应用研究.逆向工程技术应用于少数民族文化遗产文物保护是一个全新的课题,该项技术的应用能进一步推动文化遗产保护措施的发展,也能为类似课题的研究提供借鉴.

基于COMET测量系统的逆向工程实验教学

提出了先进设计制造领域的逆向工程技术实验课程,给出了实施方案。通过实践证明,学生利用COMET光学测量系统以及相关的CATIA软件平台,对产品模型进行逆向造型设计,不仅能够了解产品的快速设计开发技术,而且有利于学生对逆向工程基本原理和关键技术的掌握,从而增强学生的工程实践和创新设计能力。

逆向工程及其关键技术

在对逆向工程技术所包含内容进行分析的基础上,分析了逆向工程技术的运用领域,并阐述了在实际工程运用中涉及的关键技术。