反求工程論文

實用文時間：2021-08-31 手機版

　　反求工程也稱逆向工程、反向工程，是指用一定的測量手段對實物或模型進行測量，根據測量數據通過三維幾何建模方法重構實物的CAD模型的過程，是一個從樣品生成產品數字化信息模型，并在此基礎上進行產品設計開發及生產的全過程。關于反求工程的論文有哪些?

　　反求工程論文

　　三坐標測量與反求工程應用技巧

　　摘要：利用反求工程來對汽車某零部件進行設計，使得那些以實物為制造基礎的產品有可能在設計與制造的過程中，充分利用CAD、CAM等先進技術。由于反求工程的實施能在很短的時間內準確、可靠地復制實物樣件，因此反求工程成為當前企業先進制造技術的熱門話題之一。利用UG軟件進行零件的反求在外形復雜的汽車沖壓件的逆向造型設計中取得較好應用效果。

　　關鍵詞：逆向工程測點構線構面刀具軌跡數控程序

　　現代制造技術中零件加工往往通過數控加工設備來完成，而其中數控加工程序是必須的技術核心。簡單的零件可以通過手工編程獲得數控加工程序，復雜結構的零件，其程序編制往往比較困難。好在目前社會上流行許多CAD、CAM軟件，諸如(如：UG、Pro/ENGINEER、CATIA等)，可以利用它們的CAD模塊設計三維模型，然后利用其CAM模塊生成數控加工程序，這就是目前常規新產品設計制造的方法。

　　但是，有時設計和制造者面對的是實物樣件。即零件樣品已經有了，不需要設計，但這樣的零件需要加工許多個，故加工此零件的數控程序又是必須的。將這實物轉化為CAD數學模型，利用軟件等進行處理獲得數控加工程序，這就是現代制造技術中時髦的“反求工程”或叫“逆向工程”(Reverse Engineering)。通過反求工程復現實物的CAD模型，使得那些以實物為制造基礎的產品有可能在設計與制造的過程中，充分利用CAD、CAM等先進技術。

　　筆者利用UG軟件進行零件的反求，在外形復雜的汽車沖壓件的逆向造型設計中，選擇三坐標測量機來測量沖壓件特征的空間坐標、掃描剖面、測量分型線以及輪廓線。此設備獲得點的'數據量不像激光掃描儀掃描的那么大，所以用一些非專業的逆向設計軟件是很合適的。 UG就是很好的幫手，以UG4.0為例，將筆者在逆向工程中的點滴經驗，總結歸納如下：

　　1.測點技巧

　　測點之前首先規劃好打點方法。一般原則是在曲率變化比較大的地方打點要密一些，平滑的地方則可以稀一些。由于一般的三坐標測量機取點的效率大大低于激光掃描儀，所以在零件測點時要做到有的放矢。

　　2.以點構線技巧

　　2.1.點管理測得的點先要整理好，首先去誤點、剔除明顯缺陷點;其次將同質點(同方向、同法線)的剖面點放在同一層里;再者分型線點單獨一層、孔位點單獨放一層，輪廓線點也單獨放一層，便于點管理。通常這個工作在測點階段完成，也可以在UG軟件中完成。有時測量軟件帶預設點的安放層，一邊測點，一邊歸檔。

　　2.2.構線技巧選用“through point”方式構建樣條線，其中關鍵是分型線的構建，分型線的構線誤差一般控制在0.5mm以下。盡量做到誤差最小并且光順。各樣條線的構建同時要根據樣品的形狀、特征以及將來構面要求，從而確定線條走向。連線可用直線、圓弧。

　　2.3.曲線調整技巧與要求因測量有誤差及樣件表面不光滑等原因，造成樣條線曲率半徑變化往往存在突變(原因也可能是選錯點)，對以后的構面的光順性有影響。因此曲線必須經過調整，使其光順。調整中最常用的一種方法是下拉菜單中選【Edit line】--[Edit pole]選項，利用鼠標拖動控制點。這里有許多選項，如限制控制點在某個平面內移動、往某個方向移動、是粗調還是細調以及打開顯示line的“梳子”開關等。另外，調整line經常還要用到移動line的一個端點到另一個點，使構建曲面的曲線有交點?！咀⒁狻繜o論用什么命令調整曲線都會產生偏差，調整次數越多，累積誤差越大。

　　3.線構面技巧

　　3.1.應用合適的構面命令運用構面下拉菜單中的各種建立曲面方法，包括【Though Curve Mesh】、【Though Curves】、【Rule】、【Swept】、【From point cloud】等。選擇那種構面方法要根據樣件的具體特征情況而定。常用其中的【Though Curve Mesh】將調整好的曲線用此命令編織成曲面。此種方法構面的優點是可以保證曲面邊界曲率的連續性，因為它可以控制四周邊界曲率(相切)，因而構面的質量更高更光滑。而【Though curves】注重保證兩邊曲率，它在構面時誤差比較大。假如兩曲面交線要【Blend】，因【Though curve mesh】的邊界就是兩曲面的交線，顯然這條線要比兩個【Though Curves】曲面的交線光順，這樣倒圓角出來的圓角質量是有比較大的差別(【Though curve mesh】較好)。

　　3.2.面與面之間的“刀痕”處理如果發現構建的兩個面之間有明顯的“刀痕”，這主要是由這兩個面不相切所致。解決這個問題可以通過調整參與構面【Though curve mesh】曲線的端點與另一個面中的對應曲線相切，再加上【Though curve mesh】邊界相切選項即可解決。因為道理很簡單，只有構成曲面的母曲線相切才能保證曲面相切，進而獲得較高質量的曲面。

　　3.3.補充構面線條在構建曲面的過程中，有時還要再加連一些線條，用于構面，來彌補面與面之間的“破洞”。連線和構面經常要交替進行。曲面建成后，要檢查曲面的誤差，一般測量點到面的誤差，對外觀要求較高的曲面還要檢查表面的光順度。

　　4.以曲面生成數控程序

　　根據三維實體的數學模型，用UG4.0中的【PROGRAM】命令生成刀具軌跡，設定必要參數(坐標原點，刀具參數，切削用量等)，后可獲得數控加工程序。

　　5.結束語

　　本文結合實踐經驗.介紹了逆向工程技術的應用領域;由于逆向工程是一門較新的高技術，無論是測量設備，還是應用軟件都還存在一些不很完善的方面，能夠熟練掌握、應用這門技術的技術人員還不是很多，急需開展這方面的培訓和普及工作，希望本文能起到拋磚引玉的作用，是筆者最大的心愿。

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