逆向工程在复杂零件中的应用毕业论文

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基于逆向工程的机械零部件设计及分析

基于逆向工程的机械零部件设计及分析

基于逆向工程的机械零部件设计及分析随着科学技术的不断发展,机械行业在各种领域得到了广泛的应用。

而机械零部件作为机械设备的重要组成部分,其设计和分析对于机械行业具有非常重要的意义。

本文将介绍基于逆向工程的机械零部件设计及分析。

一、逆向工程在机械零部件设计中的应用逆向工程是一种将已有的物体进行分解、分析、再生产的技术。

在机械零部件的设计中,逆向工程有着广泛的应用。

一方面,逆向工程可以帮助工程师研究已有的零部件,分析其特点和缺陷,为进行更好的改进提供依据;另一方面,逆向工程也可以帮助设计师在没有完整图纸的情况下,快速地构建出一个相似的零部件,提高设计效率。

逆向工程在机械零部件设计中的应用过程可以分为以下几个步骤:1.扫描:使用扫描仪或其他设备对已有零部件进行扫描,得到3D模型数据。

2.重构:将扫描得到的数据进行重构,构建出零部件的3D模型。

3.分析:对重构后的3D模型进行分析,包括材料强度分析、工艺性分析等。

4.优化:对分析后的数据进行优化,改善零部件的性能和质量。

5.制造:根据优化后的3D模型进行制造。

二、机械零部件的设计流程机械零部件的设计流程一般包括以下几个阶段:1.需求分析:对机械零部件的使用需求进行分析,包括使用环境、工作条件等。

2.概念设计:在需求分析的基础上,进行初步的设计,确定机械零部件的构造形式和工作原理。

3.详细设计:对概念设计进行细化,考虑机械零部件的各种细节和工艺性问题。

4.制造和装配:将设计图纸交给制造和装配人员进行制造和组装。

5.测试和优化:对制造的机械零部件进行测试和优化,发现问题并进行改进。

逆向工程可以在需求分析和详细设计两个阶段支持机械零部件的设计。

在需求分析阶段,通过逆向工程可以帮助设计师更好地了解已有零部件的性能和工作条件,发现新的需求并加以考虑;在详细设计阶段,通过逆向工程可以帮助设计师构建出更加准确的3D零部件模型,并进行性能和质量分析。

三、机械零部件的分析方法在机械零部件的设计和分析中,有许多分析方法和工具可供使用。

《2024年逆向工程技术的研究与工程应用》范文

《2024年逆向工程技术的研究与工程应用》范文

《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。

逆向工程之毕业设计(论文)

逆向工程之毕业设计(论文)

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。

反向工程技术在零部件设计中的应用

反向工程技术在零部件设计中的应用

反向工程技术在零部件设计中的应用随着科技的不断发展,反向工程技术越来越被人们所熟知和应用。

这项技术可以将实物通过扫描、建模、逆向构造等方式进行数字化处理,最终得到数字化三维模型。

反向工程技术在各领域中都有广泛的应用,其中应用非常广泛的就是在零部件设计中。

反向工程技术不仅可以为后期的设计提供参考和依据,还可以通过数字化模型对原有的零部件进行优化和改善,从而提高生产效率和产品质量。

零部件的设计是复杂而庞大的工程,通过反向工程技术,可以大大降低设计难度和成本。

首先,在零部件生产过程中,设计人员往往需要对已有的零部件进行复杂的测量和参数获取,从而进行后续零部件的设计和制作。

而基于反向工程技术的数字化测量可以直接获取零部件的几何数据,省去大量的测试和检测过程,从而缩短了设计周期,提高了效率。

其次,在原有零部件的基础上,可以利用反向工程技术对其进行逆向构造和改良。

通过数字化三维模型对零部件的结构进行分析和设计,可以发现原有零部件存在的缺陷和不足之处,从而优化零部件结构和材质,提高零部件的稳定性和耐用性。

再者,反向工程技术可以利用数字化模型,进行零部件的再制造和维修。

针对一些老旧设备或者零部件不再生产的情况,可以通过数字化测量和逆向构造等技术,制造出相同或更优质的零部件,从而实现设备的更新和维修。

同时,在零部件损坏或者出现问题时,利用数字化模型可以对零部件进行修复或替换,提高维修效率和成本控制。

综合来看,反向工程技术在零部件设计中的应用具有重要的意义和价值。

不仅能够提高工作效率和产品质量,还可以为企业带来巨大的经济效益。

通过数字化测量和逆向构造等手段,实现物理实物到数字化模型的转化,不仅为零部件制造提供了新思路和技术支持,而且也为相关领域的创新做出了一定的贡献。

随着反向工程技术的不断进步和完善,相信其在零部件设计上会发挥更加重要的作用。

逆向工程在汽车零部件设计制造中的应用

逆向工程在汽车零部件设计制造中的应用

逆向工程在汽车零部件设计制造中的应用摘要:在汽车制造领域,逆向工程的核心是改变原有数据源,从顾客的特定需求中获取更多顾客信息,并从其特定需求或产品特性中挖掘顾客的真实需求,制订有目标的市场推广工作计划与过程,设计更加科学的资源分配方式,以全面提升汽车制造品质,并且还可以对关键的质量控制环节进行保证。

因此,本文着重对逆向工程在汽车零部件制造质量控制工作中的具体应用进行了全面分析和研究,在逆向工程和虚拟装配技术的基础上,深入探讨了汽车零部件制造过程中的质量检验和控制方法,从而有效提升汽车产品制造质量,促进我国汽车工业朝着更高的方向发展。

关键词:逆向工程;汽车零部件;设计制造;应用前言方法。

所以,为了促进汽车零部件随着计算机辅助几何设计理论技术的进一步发展和CAD等集成系统的大量开发,逆向工程也渐渐发展起来。

逆向工程是指一种能以先进生产技术以及设备实物为主要研究对象,并利用CAD/CAM等先进设计制造技术手段,实现对产品智能复制的新学科。

在此基础上,本文提出了一种基于逆向工程的产品设计的设计与制造,必须加强逆向工程的应用。

1逆向工程在汽车零部件设计制造中的应用价值近几年,随着社会的快速发展,人们对汽车性能和设计也变得更加重视,在汽车零部件的设计过程中,要充分运用现代科技,推动汽车的更新,通过现代科技的运用,结合现代设计方法,大大缩短设计的时间,从而使汽车设计功能能够进行有效的调整,使汽车功能能够满足人们的需要。

在汽车零部件设计制造阶段应用逆向工程,即结合现有的产品,利用反向思维,精确推算产品设计数据。

到目前为止,在汽车零部件的设计过程中,已经出现了大量的逆向工程实例,如反光镜。

目前,逆向工程在汽车零部件改型设计、质量分析检测、产品仿造等方面得到了广泛应用。

可以说,通过这种方式,可以极大缩短产品的设计周期,节省研发时间,提高更新效率[1]。

此外,利用逆向工程,企业在对新产品进行开发的过程中,不管是成本还是风险,都可以大大降低,这对于行业稳定发展具有很大的促进作用。

逆向工程技术论文

逆向工程技术论文

逆向工程技术论文逆向工程又叫反求工程或反向工程,下面是小编为大家精心推荐的逆向工程技术论文,希望能够对您有所帮助。

逆向工程技术论文篇一逆向工程技术及其应用摘要:通过分析和研究逆向工程技术,提出了其关键技术为数据采集、数据预处理、数据分割、曲面重构和CAD模型建模,分析了逆向工程技术在产品设计中的应用,其能提高产品设计的准确性,大大缩短产品研发周期。

关键词:逆向工程数据采集曲面重构点云0引言在21世纪的今天,市场的产品变化很快,能不能很快制造出符合市场需要的商品是一个公司生存发展的关键。

但由于很多原因我们只能得到简单的实物模型,无法得到图纸和相关的产品数据。

因此就没有办法得到产品的数据尺寸,从而把极大地困难带给后续的制造技术和模具的制造。

从而就急需一种能通过先进技术对实体进行处理进而将样品制造出来的技术,而逆向工程正是在这种背景下应运而生。

1逆向工程概述逆向工程又叫反求工程或反向工程,它是根据一个实物产品,通过三维数字化扫描仪精确快速的测量事物的轮廓坐标,再通过三维CAD曲面重建并修改后传递给一般地CAD/CAM系统,再通过CAM 编出刀具的程序传给CNC加工设备,从而制造相应的模具。

单地说,逆向工程就是根据已存在的产品样件模型,进行解剖、深化和再设计,反向推出产品设计数据的过程。

反向工程分为下面三类:①实物反向:它是已经有了实物,经过测量和相关分析进而再生产。

它有性能逆向、功能逆向、结构、材料等各方面的反向。

而且这种反向的目标可以是一个整体可以是一部件也可以是一组件。

②软件反向:我们把产品的样本和设计书、产品的图纸和使用手册、相关的标准和质量保证文件等都叫做技术软件。

它分为以下三类:有实物和全套技术软件的;只有全套技术软件的;只有实物的。

③影像反向:这种逆向没有技术软件也没有相关的实物,我们只能获得产品的一些广告图片和一些参观视频等,产品的研发人员只能根据这些资料去设计和构思产品,我们把这种反向叫做影像反向。

《2024年逆向工程技术的研究与工程应用》范文

《2024年逆向工程技术的研究与工程应用》范文

《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。

基于逆向工程的机械零件重构研究

基于逆向工程的机械零件重构研究

基于逆向工程的机械零件重构研究随着科技的不断发展,逆向工程作为一项重要的技术手段逐渐进入人们的视野。

逆向工程可以理解为通过对产品或零件的解构和分析,以获取设计信息,进而进行重构和改进的过程。

在机械制造领域中,逆向工程有着广泛的应用,尤其是在机械零件的研究与创新方面。

本文将探讨基于逆向工程的机械零件重构研究。

1. 逆向工程在机械零件研究中的应用逆向工程对于机械零件的研究和创新具有重要的意义。

通过对已有机械零件进行解构和分析,可以获取到工作原理、材料和结构等关键信息。

这些信息将有助于研究人员深入理解该零件的设计思路和工作原理,并为后续的重构和改进奠定基础。

2. 逆向工程的实施步骤实施逆向工程的过程一般包括以下几个步骤:首先,对机械零件进行解构,即将其拆卸为各个组成部分;接着,对每个组成部分进行详细的分析,包括材料成分、尺寸大小、外形特征等;然后,通过各种手段获取到零件的设计原理和工作模式;最后,基于所获得的信息,进行零件的重构和改进。

3. 逆向工程的应用案例以某种机械零件为例,应用逆向工程的思想和方法,可以实现对该零件的深度研究和改进。

首先,通过对该零件进行解构,得到各个组成部分;其次,对每个组成部分进行详细的分析,包括材料成分、加工工艺等;然后,通过实验和模拟,研究零件的工作原理和特性;最后,基于所获得的信息,进行重新设计和改进,以提高其性能和可靠性。

4. 逆向工程的优势和挑战逆向工程作为一种全新的研究方法,具有许多优点。

首先,它可以极大地提高研究效率。

通过对已有零件的解构和分析,可以迅速获取到设计信息,从而减少了设计时间和成本。

其次,逆向工程可以促进创新。

通过对已有零件的重新设计和改进,可以实现性能的提升和功能的扩展。

然而,逆向工程也存在一些挑战。

首先,信息获取可能存在困难。

某些零件的结构和工作原理可能十分复杂,需要耗费大量的时间和精力进行分析和实验。

其次,逆向工程还面临着法律和伦理的限制。

在进行逆向工程时,需要遵守相应的法律法规和伦理规范,以保护知识产权和法律权益。

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逆向工程在复杂零件中的应用毕业论文目录第二章基本理论 (6)2.1三坐标测量设备 (7)2.1.1三坐标测量原理 (7)2.1.2种类和特点 (8)2.2三坐标测量的重定位和对称 (8)2.3数据转换 (9)2.4逆向工程的基本理论 (9)2.5逆向工程的基本流程 (10)2.6曲面造型的现状 (10)2.7 UG的简介 (11)第三章饮料搅拌器桶体三坐标测量 (13)3.1有关设备 (13)3.2硬件系统的建立 (13)3.3实验系统的确定 (13)3.4三坐标测量系统软件 (14)3.4.1常用三坐标测量划线系统的构成 (14)3.4.2 LMS 主菜单 (14)3.4.3问题及测量方案 (18)第四章具体零件模型制作过程的过程 (19)4.1 UG勺用户界面及操作及制作工程 (19)4.2 UG的逆向造型遵循 (24)4.3搅拌器桶体整个制作过程 (27)结束语 (36)谢辞 (37)参考文献 (38)第二章基本理论2.1 三坐标测量设备及测量原理三坐标测量机(Coordi nate Measuri ng Mach in es ,简称CMM是一种三维测量设备,能将各种复杂零件表面几何形状数字化。

三坐标测量机初始是作为零件加工的误差评定的一种测量工具,随着计算机技术的发展,三坐标测量机的测试过程已完全实现计算机控制,可以根据被测零件的几何外形,自动生成测量路径,特别是CAD/CAM技术在制造业的广泛采用,三坐标测量机和CAD/CAM系统的一体化。

它有机地结合了数字控制技术,利用了计算机软件技术,采用了先进的位置传感技术和精密机构技术,并使之完美结合。

它顺应了硬件软件化的技术发展方向,使诸如齿轮、凸轮、涡轮涡杆等以前需要专用检测设备才能完成工件,现在可用通用的三坐标测量机进行数据采集,结合相应测量、评价软件来实现专业的检测、评价功能。

2.1.1 测量原理根据测量要求,可把测量对象分为两类:规则几何形状和复杂形面结构。

本设计中要求测量的是复杂形面结构,因此用轮廓测量,其方法为:沿表面顺序采集一系列测量点,作为描述该形面的依据。

通过曲面、曲线数学处理模型,计算出该形面上任意一点的几何特性参数。

三坐标测量机可同时测量尺寸和形状,三坐标机测量时,把被测对象作为离散点的集合,对不同的被测量对象和要求,通过测量从该集合中采集数目不等的若干离散点以代替该被测对象,经过计算确定被测对象的尺寸和形状。

由上述可得出工件测量的一般步骤:如图2-1对工件表面采点>利用数学模型进行数据>结果输出图2-1工件测量的一般步骤2.1.2三坐标测量测量的种类和特点三坐标测量的种类:包括手动测量的三坐标测量,全自动的三坐标测量,三维激光扫描仪器、激光跟踪仪等等。

其在精度方面激光扫描仪和激光跟踪仪比前两个要高,价格也高。

随着社会的进步,现在大多数大中型企业都采用的是全自动三坐标测量和激光扫描仪,其目的是为你提高精确度,保证质量,给顾客带来【4]更大的方便。

三坐标测量机的特点:接触式数字化设备的典型代表,它具有噪声低、精度高(可达土0.5um)、重复性好等优点。

但测量速度慢、效率低,对软体对象难以做精密测量,需要对测头表面损伤和测头半径进行补偿,测量数据的特点是高精度、低密度。

2.2三坐标测量重定位和对称测量数据重定位方法:对于一些较大零件,在逆向测量时一次扫描通常不能完成对整个零件的测量,需要分区进行。

这样就会导致多次测量所得数据的坐标不统一,即所谓测量数据的多视拼合问题。

在测量系统中,由不同次装夹位置测量得到的数据用不同的坐标系统描述,这些坐标系之间和装夹位置有严格的坐标换算关系,据此变换关系可以将不同次测量的数据点进行坐标归一,因此采用“多重点法”进行对数据的拼合。

多重点法数据拼合要求的分次测量数据至少有三个可识别点。

它使用方便、适用范围广, 在各类系统中应用极为广泛。

多重点法的基本原理是利用重合的三个(或多个)对应点,计算坐标变换矩阵,再用该变换矩阵将某次测量数据变换到另一次测量数据的坐标系中,从而实现数据的拼合[5]数据的对称:如果存在两个实体或几何特征,它们对一个平面互为镜像,则定义这两个实体具有对称关系,几何特征为对称特征,同作镜像的平面称为对称平面(也可称为镜像平面)。

根据对称形式,零件对称关系有形状几何完全对称和局部几何对称,对称具有下列性质:整体几何现状的物体的质心位于对称平面上;对称特征到对称平面部分区域, 量探头受被测实物几何形状的干涉阻碍的距离相等;对称特征在对证平面上的投影完全重合。

在逆向工程的模型重建中,根据实物对称几何特征的组成,可以将模型分为两类:具有平面对称几何特征的模型和非平面对称的几何特征(二次曲面、自由曲面等)的模型,具有平面对称特征的产品,其对称平面的建立较容易,可通过测量造型得到对称面的法矢方向和位置:而由二次曲面和自由曲面构成的对称特征模型,其对称面的建立应根据对称特性建立数学模型,通过计算求出对称面的方向位置。

2.3 数据格式转换每个CAD/ CAM系统都有自己的数据格式,目前流行的CAD/ CAM软件的产品数据结构和格式各不相同, 不仅影响了设计和制造之间的数据传输和程序衔接, 而且直接影响了CMM与CAD/CAM系统的数据通讯。

经过三坐标测量仪测量后的数据点并不能直接用UG中,因为格式不相符合。

每个CAD/CAM R统都有自己的数据文件,数据文件格式与每个CAD/CAI系统自己的内部数据模式密切相关。

而UG对应的是IGES格式(UG还以对应其他很多格式),IGES是最通用的格式,出错机率比较少,即使转换成相应的图形有错误,也能修改,因此必须将数据点进行格式转换。

2.4 逆向工程的基本理论逆向工程可以简单的定义为这样一个过程: 在没有工程图纸的情况下,对实际的物体模型进行测量,通过对测量信息的分析和处理来构造其CAD模型的过程,由实际模型反求出设计模型来。

所谓逆向(或反求),是相对传统的从设计图纸(或模型)加工出实际产品来的正向过程而言的。

逆向工程与传统的正向设计的根本区别在于:正向设计是由抽象的较高层次概念或独立实现的设计过渡到设计的物理实现,从设计概念到CAD莫型有一个明确的过程;而逆向工程是基于一个可以获得的实物模型来构造出它的设计概念,并且可以通过对重构模型特征参数的调整和修改来达到对实物模型的逼近或修改的目的,以满足生产要求。

在制造领域,逆向工程的过程是:首先测量一个已存在的零件或原型,得到它的测量数据,然后重构其CAD模型。

这个CAD模型描述了原始物体的几何特征和其他的一些特性,并且可以用于许多其他的用途,例如分析、修改、制造和测试等。

传统的正向设计与逆向工程主要差别在于,前者是从高级抽象概念到设计的明晰的物理执行过程;而后者是通过调整和修改特征参数形成物体模型的推理过程。

2.5逆向工程的基本流程逆向工程的一般步骤如下:实物样件的数据采集、CAD模型重构、CADI模型分析、数控加工等。

图2-2图2-2逆向工程的一般步骤2.6 UGII 介绍UG由美国UGS(Unigraphics Solutions )公司开发经销,不仅具有复杂造型和数控加工的功能,还具有管理复杂产品装配,进行多种设计方案的对比分析和优化等功能。

UG在航空航天、汽车、通用机械、工业设备、医疗器械以及其它高科技应用领域的机械设计和模具加工自动化的市场上得到了广泛的应用。

该软件不仅具有强大的实体造型、曲面造型、虚拟装配和产生工程图等设计功能;而且,在设计过程中可进行有限元分析、机构运动分析、动力学分析和仿真模拟,提高设计的可靠性;同时,可用建立的三维模型直接生成数控代码,用于产品的加工,其后处理程序支持多种类型数控机床。

另外它所提供的二次开发语言UG/OPen GRIP,UG/open API 简单易学,实现功能多,便于用户开发专用CAD系统。

具体来说,该软件具有以下特点:l )具有统一的数据库,真正实现了CAD/CAE/CA等各模块之间的无数据交换的自由切换,可实施并行工程。

2)采用复合建模技术,可将实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体。

3)用基于特征(如孔、凸台、型胶、槽沟、倒角等)的建模和编辑方法作为实体造型基础,形象直观,类似于工程师传统的设计办法,并能用参数驱动。

4)曲面设计采用非均匀有理B样条作基础,可用多种方法生成复杂的曲面,特别适合于汽车外形设计、汽轮机叶片设计等复杂曲面造型。

5)出图功能强,可十分方便地从三维实体模型直接生成二维工程图。

能按ISO 标准和国标标注尺寸、形位公差和汉字说明等。

并能直接对实体做旋转剖、阶梯剖和轴测图挖切生成各种剖视图,增强了绘制工程图的实用性。

6)以Parasolid 为实体建模核心,实体造型功能处于领先地位。

目前著名CAD/CAE/CA软件均以此作为实体造型基础。

7)提供了界面良好的二次开发工具GRIP(GRAPHICAILNTERACTIVEPROGRAMI)NG和UFUN(USER FUNCTION并能通过高级语言接口,使UG的图形功能与高级语言的计算功能紧密结合起来。

8)具有良好的用户介面,绝大多数功能都可通过图标实现;进行对象操作时,具有自动推理功能;同时,在每个操作步骤中,都有相应的提示信息,便于用户做出正确的选择2.7 曲面造型的技术曲面造型是计算机辅助几何设计和计算机图形学的一项重要内容,主要研究在计算机图象系统的环境下对曲面的表示、设计、显示和分析。

它起源于汽车、飞机、船舶、叶轮等的外形放样工艺,由Coons、Bezier 等大师于二十世纪六十年代奠定其理论基础。

如今经过三十多年的发展,曲面造型现在已形成了以有理B样条曲面参数化特征设计和隐式代数曲面表示这两类方法为主体,以插值、拟合、逼近这三种手段为骨架的几何理论体系。

曲面造型在目前是最难解决的一个问题之一。

问题是在怎么样去处理好曲面的光滑. 曲面造型是复杂物体型面造型表达的最有效工具。

从飞机、汽车、船舶的外形覆盖件和结构件的设计,家用电器、轻工产品的工业造型设计和模具设计到服装、皮鞋的三维打样和款式设计,无不需要强有力的曲面造型工具。

因此,曲面造型与实体造型技术融合后功能的强弱就决定了三维数字化设计系统造型能力的强弱。

三维数字化设计系统的曲面造型包括基本曲面造型、高级曲面造型、公式曲面造型和曲面编辑造型等。

基本曲面造型,包括直纹面、旋转面、扫描面和裁剪平面等;高级曲面造型,包括导动面、边界面、放样面、网格面、复杂实体表面和逆向工程曲面等;公式曲面造型,包括等距面、椭球面、双曲面、抛物面以及具有特殊物理和几何意义的功能曲面等;曲面编辑面延伸和曲面求交等。

曲面造型还包括支持基于特征和曲面混合造型,点云数据的逆向工程设计,从而完成零件的形状设计要求。

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