关于逆向工程的东西4

关于逆向工程的检索报告

1、[确定此名词的意义]（检索文献：《逆向工程项目式实训》）

“逆向工程”（Revers Engineering），也称为反求工程、反向工程等，其定义有很多种。包括软件工程中的逆向和工业设计中的逆向。本文讨论的逆向工程是关于工业设计方面的，通常可定义为：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称，是将已有产品或实物模型转变为工程设计的模型和概念模型，在此基础上对已有模型进行剖析、深化和再创造的过程。

2、[逆向工程诞生的背景] （检索文献：《3D工程逆向技术》）

随着工业技术的不断发展和经济环境的发展，任何通用性产品在消费者高质量的要求之下，功能上的需求已经不再是赢得市场竞争力的唯一条件。因此，有些工业设计师开始在产品的外形上下功夫，来吸引消费者的注意力。但是新奇的外形往往导致产生复杂的曲面，而原来的顺向工程师已经不能适应或者无法去胜任此种工作了。此时逆向工程应运而生。而且现在逆向工程在汽车外形的研发过程，又无可替代的作用。例如汽车的研发过程中需要经过风洞实验来确定汽车的外形，而外形确定以后对如何实现外形的数字化则成为一个问题了。而逆向工程能解决此种问题。现如今的逆向工程是针对一个现有工件（样品或模型，尤其适合复杂不规则的自由曲面），利用3D数字化测量仪器准确、快速地测量出轮廓坐标值、，并构建曲面，经过编辑修改之后，将图档转换至一般的CAD/CAM系统中，由CAM系统所产生的刀具和NC加工路径送至CNC加工机制作所需的模具，或者快速成型机将样品模型制作出来。

3、[逆向工程中所需的测量设备]（检索文献：《3D工程逆向技术》）

1.测量探头 根据不同的测量方式有接触式（触发探头、扫描探头）和非接触式（激光位移探头、激光干涉探头、线结构光及CCD扫描探头、面结构及CCD扫描探头）两种。2.测量机 有三坐标测量机、多轴专用机、多轴关节式机械臂及激光追踪站等。3.专用的点云数据处理软件（后边详细介绍）。4.CAD/CAM专

用系统。

4.[逆向工程中专用的软件]（检索文献：百度百科）

现在最多常用的逆向工程软件有四种包括Imageware、Geomagic Studio、CopyCAD、RapidForm。

最为著名的软件是imageware是德国西门子公司的产品，它拥有广大的用户群，国外有BMW，boeing，GM等著名的国际大公司，国内则有上海大众，上海交大，上海ＤＥＬＰＨＩ、成飞制造公司等大企业。以前该软件主要用于航空航天和汽车工业，因为这两个领域对空气动力性能要求比较高，在产品开发阶段就要求考虑空气动力性能。

Geomagic Studio是Ｇｅｏｍａｇｉｃ公司的一款逆向软件，可根据实物部件通过扫描点云来生成数字模型。作为自动化逆向工程软件，它还为新兴应用提供了理想的选择。

CopyCAD 是由英国 DELCAM 公司出品的功能强大的系统软件，它能允许从已存在的零件或实体

模型中产生三维CAD模型。该软件为来自数字化数据的 CAD 曲面的产生提供了复杂的工具。CopyCAD 能够接受来自坐标测量机床的数据，同时跟踪机床和激光扫描器。具有强大的性能。同时Delcam公司有完备的CAD/CAM 软件系统。而与CopyCAD的数据形成无缝连接。

5.[逆向工程的步骤] （检索文献：《逆向工程项目式实训》）

1.数据采集

1．1接触式数据采集 1．2非接触式数据采集 2数据预处理

实际测量当中由于各种人为及随机因素的影响，测量结果会不可避免的引入数据误差，尤其是在尖锐边缘和产品边界附近的测量数据和测量数据中的坏点可能使该点及其周围的曲面偏离原曲面。如果直接使用测量后的数据用于曲线、曲面造型，势必会造成重构曲面不能满足精度要求．对于那些测量误差太大的无效测量点数据，会导致拟合后的曲面发生干涉、翘曲等变形，甚至导致曲面无法拟合。因此，在进行曲面重构之前必须对点云数据进行预处理。点云数据的预处理

内容主要包括六个方面：格式转换；数据过滤及平滑；分块数据整合对齐；球头半径补偿；数据精简；数据分割等，然后通过适当的算法，把这些经过处理的数据拟合成CAD模型。

用三坐标测量机进行接触式测量时，得到的数据是测头中心的坐标值，而并非测头与被测件接触点的坐标值。在测量过程中，由于测头的运动方向和被测曲面的法线方向不一致．故在确定实际被测件轮廓的各点坐标时。需要进行测头半径的补偿。测头半径补偿常用的方法有：微平面法、三点共圆法、拟合补偿法、直接计算法和三角网络法。而通过激光扫描设备得到的点云数据不同于接触式数据．一般得到的数据可达到几万到几十万个点。甚至更多；它不仅会使计算量加大，还会影响曲面的光顺性．因此必须对这些点云数据进行精简。有关数据精简的算法很多．主要有：最大允许偏差精减法、均匀网格法与非均匀网格法。 3曲面重构

在逆向工程中．实物的三维模型重建是整个过程最关键、最复杂的一环，而曲面重构又是这一环节中的核心部分。目前．在对实物的逆向工程的过程中，大致有三种曲面重构方法：一种是基于三角Bezier曲面为基础的曲面构造方法：第二种是以B—Spline或NURBS曲面为基础的曲面构造方法：第三种是以多面体方式来描述曲面物体。

曲面重构中通常先对离散数据点参数化。可以根据数据点块的边界构造初始曲面，对应各数据点在曲面上的相对位置，从而计算机出其各自的参数(u，v)的分布，使各数据点成为曲面片真正的节点。然后对各节点进行顺序排列，包括节点次序、节点编号和节点参数化值，在此基础上进行下步处理。 4 CAD模型重构

经过曲面重构后，得到的模型为曲面模型．而进行后续的制造或进行有限元分析所需要的模型必须为有厚度的、有质量的实体模型，因此一般要将曲面模型输入到CAD软件中转换成实体模型。

在CAD软件中的几何模型重构一般分为两种方法：

4．1扫描时，将零件的外形数据全部获取。然后再RE软件中，将零件的外形全部拟合重构出来。中央将其模型数据输入到CAD软件中，经数据修复后，则只需要进行实体化，将曲面模型转换成有厚度的、有质量的曲面模型。例如，

在PROE中对曲面模型进行实体化只需点选输入的IGES的曲面模型，然后使用Solidify命令．使曲面模型变成一个实体模型．或使用Thicken命令，使曲面模型变成一个有一定厚度的实体模型。

4．2著零件的外形一部分为复杂自由曲面特征．则只需对这复杂自由曲面部分，采用逆向工程处理，然后将其输入到CAD软件中，使用CAD软件中的造型技术将这个零件的几何实体模型绘制出来。

6[逆向工程的前景]

逆向工程技术以其独有的特点已广泛应用于机械产品的开发、模具的设计、

旧零件的还原等许多方面，但目前来说还存在较大的局限性。在机械设计领域中，集中表现为软件智能化低；点云数据的处理方面功能弱；建模过程主要依靠人工干预、设计精度不够高；集成化程度低等。随着测量设备和软件智能化的发展．将来有望形成集成化逆向工程系统，以软件的智能化来代替人工干预的不足。

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(深圳)拓信三维科技有限公司，是一家从事三维扫描系统开发、制造、技术服务和设备供应的高科技专业公司，为客户提供从三维扫描系统到工业设计、逆向工程等一系列产品及服务。 拓信三维扫描系统是拓信三维科技有限公司与深圳大学城研究所联合开发具有国际先进水平的光栅式扫描系统。该扫描方式有别于传统的激光点扫描和线扫描方式，采用照相式原理，能在极短时间内获得整个物体表面的三维数据。目前已达到国际先进水平，并成功实现技术的产品化。

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光栅投影照相式三维测量仪是一种高速高精度的三维扫描测量设备，应用的是目前国际上最先进的结构光非接触照相测量原理。采用一种结合结构光技术、相位测量技术、计算机视觉技术的复合三维非接触式测量技术。与传统的三维扫描仪不同的是，该三维扫描仪能同时测量一个面。

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模具，浇铸件扫描，模具制造，制鞋，教育，科研等领域。 拓信TOPX系列三维扫描系统特点:

1. 非接触扫描: 利用照相式原理，进行非接触式光学扫描获得物体表面三维数据。

2. 扫描速度极快： 独特的面扫描方式，速度极快（单面扫描时间小于5秒）。 3. 高精度： 利用独特的测量技术，可获得非常高的测量精度。 4. 高密度采样点： 高性能测量头可以一次获得极高密度的点云数据。

5.便携式设计： 所有部件灵活可靠、方便移动，可根据现场实际情况进行测量。 6.扫描方式灵活： 支持标志点拼接和转台拼接。通过标志点的拼接可以合成多次测量的结果，从而实现超大面积扫描.利用转台拼接可以灵活转动物体，从而最大程度减少测量的死角。

7.对环境条件不敏感： 采用高性能的光学和机械部件，可以在大多数的环境下获得高性能的数据。

8.操作软件界面友好： 高度集成和智能化的设计，使用户无论经验多少都不需过多的培训就可以熟练操作.

9.点云噪声处理和修剪：可以对测量产生的噪音点进行修剪、剔除。

10.量输出数据接口广泛：测量结果输出为asc 格式，可以与surfacer(imageware)、 UG、CATIA、Geomagic、Pro/e、MasterCAM 等软件交换数据。

11.兼容性好： 兼容Windows98/NT/2000/XP 平台，简便易学。

拓信三维扫描仪应用领域：

1) CAD/CAM/逆向工程(RE)/快速成型(RP)：

·扫描实物，建立CAD数据；或扫描模型，建立用于检测部件表面的三维数据 ·对于不能使用三维CAD数据的部件，建立数据 ·使用由RP创建的真实模型，建立和完善产品设计 ·有限元分析的数据捕捉

2)检测(CAT)/CAE： 生产线质量控制和曲面零件的形状检测 3)科学研究：计算机视觉、计算几何、考古研究

4)其他应用：文物、艺术品的录入和电子展示、动画造型、牙齿及畸齿矫正、整容及上颌面手术

南宁临界四维是针对高校、企业单位、研究所等，提供先进测量、先进设计、先进制造技术的软硬件销售商和服务商。销售的软硬件有：三维扫描仪、快速成型机、三坐标测量机、液压实验分析仪器、动漫影视设备、FreeForm触觉式设计系统等。

我们在设备销售上拥有的优势是：所经营的是针对先进测量、先进设计、先进制造的产品健全、规格齐全，为客户提供整体解决方案；以有效的成本控制，让客户以实惠的价格购买到合适的设备系统；针对高校客户，公司不只提供客户所需的设备，还提供与该设备配套的模拟软件、教学考试软件，使老师大大提高了教学的效率与质量。我们在服务上拥有的优势是：针对不同的客户，以专业科学负责的态度，为你提供最佳解决方案。

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北京天远开发的OKIO 三维扫描系统，是中国自主开发和生产第一台照相式三维扫描系统，具有完全的自主知识产权，公司拥有雄厚的技术研发力量，并与清华大学相关科研组密切合作，多年的研究、开发、制造和应用经验，使得北京天远三维科技一直处于行业领跑者的地位。

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逆向工程、工业设计、结构设计、快速成型是武汉锐力三维数据技术有限公司服务项目，本公司成立于2004年，位于湖北省武汉市，依托先进的三维激光测量设备，结合计算机辅助设计，致力于逆向工程、工业设计、结构设计、快速成型，为广大的模具、汽车配件、机械塑料、橡胶、玩具等制造商提供逆向工程、工业设计、结构设计、快速成型服务。公司非常重视与后续生产环节的衔接，积极处理信息回馈，注重经验积累与风险规避。经过多年的努力，公司在模具、机械塑料、汽车配件等方面积累了丰富的设计经验，同时也聚集了一批实

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开放、学习和热情是中共党凯研永远秉持的内部文化和待客之道， 惟有开放的心态，才能对周围的一切有宏观的思维，大处着眼，小处着手， 巨细弥遗。再者，凯研光电永远像一部学习的机器，除了自我学习以外，我们的每一位人员也都抱着向客户学习的态度，也就是这种教学相长的态度使凯研能够成长，茁壮，其最终的目的也就是让我们能够更好的服务我们的客户。凯研的热情凯研人感受的到，凯研人的热情我们的客户感受的到，如果最终您无法成为我们的合作伙伴，那是我们的遗憾，我们的热情不减。

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