基于Pro／Engineer的快速逆向设计应用
基于PROE复杂曲面模型的逆向工程与制造
基于PRO/E复杂曲面模型的逆向工程与制造[摘要]本文研究了逆向工程的关键技术，并应用于复杂曲面的模型重建。
逆向工程的关键技术包括：数据获取、数据处理和模型重建。
通过对数据处理方法进行研究，得到数据处理的一般流程。
根据复杂曲面的特点，采用逆向工程方法完成模型重建工作。
采用serein激光扫描仪高效率、高精度地完成复杂曲面的数据获取工作。
应用imageware 和Pro/E软件完成曲面的数据处理工作，获得完整、准确的数据以方便后续模型重建工作的进行。
运用Pro/E软件中小平面特征和重新造型的方法，重复利用软件优势，完成曲面模型的重构工作。
研究表明，采用逆向工程的方法完成曲面模型，可以获得较高的模型质量，提高效率，是一种行之有效的方法，具有重要的实际意义和较高的应用价值。
[关键词]逆向工程；小平面特征；重新造型；imageware；Pro/EReverse Engineering and Manufacture of Complex SurfaceModels Based on Pro/EAbstract: In this thesis, the key techniques of reverse engineering are researched and applied to model reconstruction of sculptured surface. The key techniques of reverse engineering include：data acquisition, data processing and model reconstruction. By researching flow of data processing is explored. In light of the characteristics of sculptured surface, the model is completed with reverse engineering. The data is collected with laser scanner efficiently and accurately. The data processing of sculptured surface is done with imageware and Pro/E, which result in an integrated and accurate data convenient for model reconstruction. Using the method of facet and restyle feature of Pro/E, the model of sculptured surface is conducted.The research indicates that the model of sculptured surface, completed with reverse engineering, is an effective technique, which can bring about high quality model and efficiency and have great actual and practical value.Key words:Reverse Engineering, Facet Feature, Restyle, imageware, Pro/E目录1. 绪论 (1)1.1.引言 (1)1.2.逆向工程特点和过程 (1)1.3.快速成型的技术原理、早期发展和特点功能 (3)1.3.1. 快速成型原理 (3)1.3.2. 快速成型工艺方法 (4)1.3.3. 快速成型技术的早期发展 (6)1.3.4. 快速成型技术的特点功能 (8)1.4.软件介绍 (9)1.4.1. Imageware软件简介 (9)1.4.2. Pro/Engineer软件逆向工程模块简介 (10)2. 逆向工程一般步骤 (12)2.1实体三维数据的获得——扫描 (12)2.2点云处理 (14)2.3曲面重构 (14)2.4实体建模 (16)3. 建立米老鼠头像曲面具体步骤 (17)3.1.米老鼠头像曲面逆向开发的流程 (17)3.2.数据获取和处理 (17)3.2.1. 扫描 (17)3.2.2. 点云数据清理 (18)3.2.3. 数据转化导出通用格式 (19)3.3.小平面特征 (19)3.3.1. 造型前准备 (20)3.3.2. 输入点云数据 (20)3.3.3. 点云数据处理 (21)3.3.4. 包络处理 (22)3.3.5. 小平面处理 (23)3.4.重新造型 (27)3.5.曲面实体化 (28)3.6.快速成型制造 (30)4. 总结 (31)致谢 (32)参考文献 (33)1.绪论1.1.引言逆向工程（Reverse Engineering）也称反求工程，是相对正向设计而定义的一种设计方法，是从实物模型到电子模型或理论概念的一个反向推理、挖掘、优化的系统过程，在国内外各个领域被广泛应用。
面向产品创新设计的逆向工程技术实验教学
面向产品创新设计的逆向工程技术实验教学成思源;张中宝;杨雪荣;张湘伟;王小康【摘要】在实验教学中加强对本科生创新能力的培养日益受到重视.逆向工程技术是实现在已有产品基础上进行快速创新设计的重要途径,因而提出了面向产品创新设计的逆向工程技术实验.首先应用关节臂测量机来获取实体模型的点云数据,再用逆向软件对点云数据进行从点阶段到多边形和曲面阶段的一系列处理生成CAD模型,最后通过概念设计并结合正向软件对已有模型进行改进,实现创新设计.以一款手机壳模型的创新设计为例对实验教学流程进行了说明.该实验不仅能让学生掌握逆向工程的流程,并在此基础上进行创新设计,对提高学生的创新意识和设计能力具有重要的促进作用.【期刊名称】《实验室研究与探索》【年(卷),期】2019(038)004【总页数】5页(P161-164,168)【关键词】实验教学;逆向工程;创新设计;CAD建模【作者】成思源;张中宝;杨雪荣;张湘伟;王小康【作者单位】广东工业大学机电工程学院,广州510006;广东工业大学机电工程学院,广州510006;广东工业大学机电工程学院,广州510006;广东工业大学机电工程学院,广州510006;广东工业大学机电工程学院,广州510006【正文语种】中文【中图分类】G642.00 引言随着高等教育的不断发展，创新能力的培养在实践教学中也愈加重要[1-3]。
对于机械类专业的学生，在本科期间不仅需要熟练掌握本专业知识和技能，还应具备一定的创新设计的能力[4]。
在数字化技术推动社会快速发展的趋势下，通过吸收先进的技术来增强自身的竞争能力，对于企业可持续发展具有至关重要的作用，而逆向工程(Reverse Engineering,RE)技术是实现在已有产品实物基础上进行快速创新设计的重要途径。
因此，通过开设面向产品创新设计的RE技术实验，在已有实物基础上进行创新设计，对于提高本科生的实践能力，并有意识地加强创新设计的培养，具有重要的作用[5-6]。
基于ProENGINEER的吹风机逆向造型设计
统开 始 运 算，屏 幕 出 现
运算过程后出现
的提示，表示处理完成。屏幕图形由点云状 态变成着色状态，此时系统中出现“包络”下拉菜单（ 图 2） ， 以及右侧队形的命令按钮（ 图 3） 。利用包络命令可以对包络 网格进行整理和编辑。
（ 二） 编辑包络网络。单击穿透命令 ，利用穿透命令
编辑网格。旋转网格工件，通过选取要框选工具选取要穿透 的区域，对工件网格进行编辑。由于网络编辑中的穿透功能 不能撤销或者返 回，所 以 在 进 行 穿 透 编 辑 时，首 先 要 对 工 件 摆一个争取的方向，框选不能选多，不能选过头。
（ 三） 生成小平面特征。单击“小平面”命令按钮，出现 “小平面”下拉菜单图 （ 6 ） ，以及屏幕右侧的相应命令图标 （ 图 7） ，这些命令用来对小平面特性进行整理、编辑。点击右
Industrial & Science Tribune 2011.（10）.22
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产业与科技论坛 2011 年第 10 卷第 22 期
相应的扫描时间就越长，数据量就越大。点距大小主要取决 于扫描测量仪器的精度和实物的要求。Shining3D － Scanner 系列三维扫描仪最高精度达 0． 01mm，满足逆向工程三维造 型及模具设计要求。
中等偏复杂的样件都存在死点，或者因样件本身的结构 问题造成一些外 形 数 据 无 法 一 次 扫 描 获 得 ，因 此，需 要 移 动 或者旋转样件通过多次扫描获得数据。点云数据以 SEC 数 据输出，输出的数据根据圆柱面、球面、平面等典型的点将点 阵对齐，合成一 个 点 阵。 然 后 对 点 阵 进 行 降 噪 处 理，即 对 点 阵进行对比判断，去除误差点即噪点。
【关键词】点云数据； 逆向工程； 曲面重构； 模具设计； pro / e 设计 【作者单位】王阳，广东理工职业学院
proe 逆向工程学 模流分析,塑胶模具
∙ Pro e逆向工程的流程∙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，而往往我们都会遇到这样的难题，就是客户给你的只有一个实物样品或手板模型，没有图纸或CAD数据档案，工程人员没法得到准确的尺寸，制造模具就更为烦杂。
∙用传统的雕刻方法，时间长而效果不佳，这时候你就需要一个一体化的解决方案：从样品→数据→产品，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。
逆向工程通常是以专案方式执行一模型的仿制工作。
往往拟制作的产品没有原始设计图档，而是委托单位交付一件样品或模型，如木鞋模、高尔夫球头、玩具、电气外壳结构等，请制作单位复制（Copy）出来。
传统的复制方法是用立体雕刻机或液压三次元靠模铣床制作出一比一成等比例的模具，再进行量产。
这种方法属称类比式（Analog type）复制，无法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改，已渐渐为新型数位化的逆向工程系统所取代。
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，配合反求软件进行曲向重构，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。
IGES数据可传给一般的CAD系统（如：UG、PRO-E等），进行进一步修改和再设计。
另外，也可传给一些CAM系统（如：UG、MASTERCAM、SMART-CAM等），做刀具路径设定，产生数控代码，由CNC 机床将实体加工出来。
STL数据经曲面断层处理后，直接由激光快速成型方式将实体制作出来。
以上过程就是逆向工程的流程。
Pro e逆向工程的流程ImagewareImageware 由美国EDS 公司出品，是最著名的逆向工程软件，正被广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具、计算机零部件等设计与制造领域。
该软件拥有广大的用户群，国外有BMW、Boeing、GM、Chrysler、Ford、raytheon、Toyota 等著名国际大公司，国内则有上海大众、上海交大、上海DELPHI、成都飞机制造公司等大企业。
ProENGINEER中文野火版5.0高级应用教程(修订版)-ppt教案 第08章 ISDX曲面
a）改进前
b）改进后
图8.9.1 手把的改进
图8.9.2 零件模型树
1．ISDX曲线的基本概念 2．ISDX曲线的类型
8.2.2 创建自由（Free）ISDX曲线
下面介绍创建一个自由ISDX曲线的全过程。
图8.2.4 “曲线创建”操控板
图8.2.5 “自由”ISDX曲线
图8.2.6 四个视图状态
8.2.3 创建平面（Planar）ISDX曲线
下面介绍创建一个平面ISDX曲线的主要过程。
如图8.3.46所示，删除ISDX曲线 。
在单击处的区间段的中点添加此点
这是单击处的区间段
图8.3.45 添加中点
在此处单击此ISDX曲 线，然后右击
图8.3.46 删除ISDX曲线
8.3.5 删除ISDX曲线上的点
如图8.3.46所示，删除ISDX曲线 。
选取此ISDX曲线
图8.3.47 选取ISDX曲线
拖拉ISDX曲 线此点， 曲面的形 状随之动态变化
图8.5.6 编辑ISDX曲面
8.6 ISDX曲面的连接
通过前面的学习，我们知道ISDX曲面质量主要取决于 曲线的质量，除此之外，还有一个重要的因素影响ISDX曲
面质量，这就是曲面间的连接关系，两个相邻曲面的连接 关系有三种情况：衔接（Matched）、相切（Tangent）和曲 率（Curvature）。为了保证两个相邻曲面的光滑过渡，应 该设置相切（Tangent）或曲率（Curvature）连接关系。
ISDX曲线1
曲线1
曲线2
图8.3.67 选取ISDX曲线1
ISDX曲线1
ISDX曲线1的副本
这两个点仍在曲线1、曲 线2上，即不断开链接
逆向工程技术(2021整理)
逆向工程技术的应用仿制、仿造已经成为了我国一局部企业的固定出产方式，针对市场热门产物的仿造品不足为奇，逆向工程的广泛应用在此中起到了不成无视的作用。
于是，经常有人将逆向工程和不法仿制联系在一起，甚至提出了常识产权庇护等法律层面的问题。
实际上，逆向工程代表了一种非常高效的产物设计思路和方法。
本文从逆向工程设计的概念出发，阐述了现代制造业中逆向工程的概念以及逆向工程在模具制造等行业中的作用。
本文对于我们正确认识逆向工程技术有必然的意义。
一、引言在国外，逆向工程已经作为一种先进的设计方法被引入到新产物的设计开发工作中。
我国也有许多企业应用逆向工程技术，对竞争敌手的产物进行改良，以避开艰苦的原型设计阶段，这是一种产物的再设计过程。
所谓产物再设计，就是通过不雅察和测试某一种产物，对其进行初始化，然后拆开产物，逐一阐发单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。
这些工作的目的就是要充实理解产物的制造过程，并以此为根底在子系统和零件层面上，优化设计出一种更好的产物。
美国的许多工程学院开设了逆向工程课程，传授学生用再设计代替原型设计，作为解决设计问题的一种方法。
近年来，在汽车、电子产物等领域人们越来越多地采用逆向工程技术，来局部替代使用多年的原型设计方法。
二、逆向工程的概念逆向工程〔Reverse Engineering，RE〕是对产物设计过程的一种描述。
在工程技术人员的一般概念中，产物设计过程是一个从无到有的过程：设计人员首先构思产物的外形、性能和大致的技术参数等，然后操纵CAD技术成立产物的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产物的整个设计制造周期。
这样的产物设计过程我们可以称之为“正向设计〞。
逆向工程则是一个“从有到无〞的过程。
简单地说，逆向工程就是按照已经存在的产物模型，反向推出产物的设计数据〔包罗设计图纸或数字模型〕的过程。
随着计算机技术在制造领域的广泛应用，出格是数字化测量技术的迅猛开展，基于测量数据的产物造型技术成为逆向工程技术存眷的主要对象。
逆向工程关键技术研究及应用
逆向工程关键技术研究及应用摘要：逆向工程是一项计算机辅助设计的新技术，它是在现有产品数字化基础上进行设计创新的，其关键技术主要包括：实物数字化、数据预处理、三维模型重建等。
本文总结了国内外的逆向工程技术研究现状，对其关键技术进行了研究，并概括了目前逆向工程在设计中的应用情况，最后对逆向工程存在的问题进行了讨论。
一、绪论计算机辅助设计指利用计算机及其图形设备帮助设计人员进行设计工作，简称CAD。
在工程和产品设计中，计算机可以帮助设计人员担负计算、信息存储和制图等各项工作。
在设计中通常要用计算机对不同方案进行大量的计算、分析和比较，以决定最优方案；各种设计信息，不论是数字的、文字的或图形的，都能存放在计算机的内存或外存里，并能快速地检索；设计人员通常用草图开始设计，将草图变为工作图的繁重工作可以交给计算机完成；由计算机自动产生的设计结果，可以快速作出图形显示出来，使设计人员及时对设计作出判断和修改；利用计算机可以进行与图形的编辑、放大、缩小、平移和旋转等有关的图形数据加工工作。
CAD能够减轻设计人员的劳动，缩短设计周期和提高设计质量。
作为计算机辅助设计的一项具体应用，逆向工程是近些年发展起来的消化、吸收先进技术的一系列分析方法及应用价值的组合。
传统的正向设计从实际需求出发得出产品的概念，进一步建立与之相符的CAD模型，通过一系列手段得到产品的实物模型。
相对于传统正向设计，逆向工程的过程采用了通过测量实际物体的尺寸并将其制作成CAD模型的方法，真实的对象可以通过如三坐标测量仪(Coordinate Measure Machine，CMM)，激光扫描仪，结构光源转换仪或者x射线断层成像这些3D扫描技术进行尺寸测量，然后通过后续处理进而得到3D模型。
概括地说，逆向工程是由产品样件到数字化模型的过程，相比于传统的正向设计，1它极大地缩短了产品的开发周期，提高了经济效益。
二、研究现状逆向工程是20世纪80年代初由日本名古屋研究所、美国3M公司和美国UVP公司提出并研制开发的[1]。
proe逆向工程_REX_
y j lo f n h 整理逆 向 工 程(REX)“逆向工程”允许您在多面数据或三角形化数据的顶部重建曲面 CAD 模型。
可直接输入多面数据或使用 Pro/ENGINEER 的“小平面建模”功能通过转换点集数据进行创建。
多面数据以 STL 或 stereolithography 格式保存。
STL 格式是由多面数据列表组成的、带有 .stl 扩展名的 ASCII 文件。
每个小平面由一个单位法线和三个顶点或拐角唯一标识。
单位法线是垂直于三角形的线，长度为 1.0。
法线和各顶点分别由三个坐标指定，因此每个小平面存储了 12 个数字。
该格式还包括确保小平面或三角形在节点处全部正确连接的规则。
“逆向工程”提供一整套的自动、半自动和手动工具，可用来执行以下任务： • 创建和修改曲线，包括在多面数据上的曲线•对多面数据使用曲面分析以创建等值线和极值曲线。
这些等值线曲线代表在多面数据上选取的点，这些点大致对应 于等值线分析的值。
这些极值曲线代表在多面数据上选取的点，这些点与极值分析的极值大致相对应。
• 使用多面数据创建并编辑解析曲面、拉伸曲面和旋转曲面。
• 使用多面数据和曲线创建、编辑和处理自由形式的多项式曲面，包括高次 B 样条和 Bezier 曲面。
• 对多面数据拟合自由形式曲面。
• 创建并管理连接约束，包括曲面和曲线之间的位置、相切和曲率约束。
• 管理曲面间的连接和相切约束。
• 执行基本的曲面建模操作，包括曲面外推与合并。
• 在多面数据上自动创建样条曲面。
•创建允许您构建和镜像几何单独两部分的对称平面。
注意： • 要使用“逆向工程”，必须有 Technical Surfacing 和 Reverse_Engineering 许可。
•在“逆向工程”中创建的基准点、基准曲线和基准平面是“逆向工程”特征的一部分。
不能修改它们。
可在 Pro/ENGINEER 的所有后续操作和应用程序中使用在“逆向工程”内创建的“曲面 CAD”模型。
ProEngineer产品功能综述
Pro/Engineer 产品功能综述一：Pro/ENGINEER-FoundationPro/ENGINEER-Foundation 包是Pro/ENGINEER 家族产品系列的基石,提供业界最佳的实体造型,钣金设计 ,装配设计,焊接设计,工程图绘制及渲染造型等的集成功能.架构在标准的基于特征,全相关的参数化实体建模核心基础上,并提供大量的工业标准及直接转换接口 .由以下几个模块构成：注意： Pro/ENGINEER-Foundation 也包含基本装配功能Pro/ENGINEER软件基础核心软件基础核心－基于特征、参数化、实体建模－支持并行工程的核心环境－零部件设计－装配设计及基本装配管理－基本工程图纸输出－Pro/Program支持Pro/FEATURE高级特征扩展模块高级特征扩展模块－用户自定义特征－复杂设计特征－变轮廓突起－3D实体扫描－非平行截面混合光顺－薄壁特征－特征组设计Pro/SHEETMETALDESIGN钣金设计模块钣金设计模块－参数化钣金设计－钣金的弯曲和展开－高级成形件的设计与下料图生成－提供用户可编辑的折弯表Pro/WELDING焊接规格的快速生成焊接规格的快速生成－生成可识别的焊接特征－从各种焊接形式获得工艺信息－检查设计－记录焊接过程Pro/PHOTORENDER工业设计高级渲染模块工业设计高级渲染模块－对渲染对象加颜色、打光、纹理、贴面显示阴影等－生成照片级的渲染模型Pro/DETAIL工程绘图工具工程绘图工具－支持ANSI、ISO、DIN、JIS等多种标准的出图方式－具有全几何的尺寸和公差.－自动生成全相关的零件、装配尺寸及剖视图－IGES、DXF、DWG等图形的双向输入、输出Pro/Report报表自动生成模块报表自动生成模块－支持自动报表的建立修改及管理；－BOM 支持中文简体的自动生成Pro/WEB PUBLISHWEB页面自动生成 WEB页面自动生成模块－可处理装配工艺,加工工艺所需工艺信息Pro/LIBRARYACCESS标准件库存取管理模块标准件库存取管理模块支持管理扩展PTC提供的相关标准件库－刀具库－模架库－标准件库－电子接插件库－人体库－电子符号库－管接头库－夹具库Pro/PLOT绘图机驱动接口绘图机驱动接口完整支持下列型号系列及兼容机－HPGL－HPGL2－Calcomp－Versatec－Gerber－Postscript等Pro/INTERFACE标准数据接口模块标准数据接口模块－IGES输入/输出－SET输入/输出－VDA输入/输出－CGM输入/输出－DXF输入/输出－DWG输入/输出－SLA输入/输出－输出标准结构分析模型等等Pro/CDTCADAM与Pro/E的双向数据转换从CADAM到Pro/E的双向数据转换－转换CADAM二维图形文件到Pro/E－转换Pro/E二维模型到CADAMPro/DATA for PDGSPro/E与PDGS 的双向数据交换 Pro/E与PDGS 的双向数据交换－将PDGS 模型直接传入到Pro/E－Pro/E零件和装配直接传入到PDGS中Pro/INTERFACE for CATIAPro/E与CATIA数据接口 Pro/E与CATIA数据接口－CATIA到Pro/E的数据交换－Pro/E到CATIA的数据交换Pro/INTERFACE for STEPSTEP标准数据格式的输入/输出接口 STEP标准数据格式的输入/输出Pro/LEGACY已有的数据维护工具已有的数据维护工具－接收多种传统CAD设计数据－对设计模型的修改处理－曲面的缝合与转换为实体Pro/E与CADDS5数据接口－CADDS 5到Pro/E的数据交换－Pro/E到CADDS 5的数据交换Pro/ECAD与ECAD系统的数据交换与ECAD系统的数据交换－输出输入中间文及中间数据格式－把部件的机械特性传递给Pro/E－自动放置所有部件到PCB中－评价封装设计－CADENCE－MENTOR－ZUKENJ-LINK外部应用的JAVA连接模块外部应用的java 连接模块－实现外部应用通过java 自动进行与Pro/e 的挂接.Pro/PROGRAM参数及条件控制的系列化设计数据再利用－按参数或、和条件进行设计的变更二．Advanced Assembly Extension AAX预要求：Pro/Engineer-Foundation, 该包拓展Pro/ENGINEER 的能力到在整个企业开发活动中可设计和管理中到超大型装配.它提供高级的功能工具进行设计标准管理,自顶向下装配设计,大装配管理,自动模型简化和装配工艺规划.含以下模块：Pro/ASSEMBLY大型装配管理模块大型装配管理模块－大装配管理功能－支持自顶向下设计－支持装配系列化设计等功能Pro/NOTEBOOK总体概念设计模块总体概念设计－自顶向下总体概念设计－2D概念设计－2D参数化概念设计－3D部件组合设计Pro/PROCESS for ASSEMBLIES装配工艺辅助设计模块装配工艺辅助设计模块－完成装配工艺的设计和编排－生成每步装配顺序、工艺路线等,行程时间和成本的核算－生成工艺卡片三． Advanced Surface ExtensionASX预要求：Pro/Engineer-Foundation该包与Pro/ENGINEER-foundation 一起提供中高级复杂产品的设计能力,包含复杂曲面设计.可进行参数曲面造型,反向工程和复合设计,含以下模块：Pro/SURFACE高级曲面造型模块高级曲面造型模块－专业自由曲面造型－曲线驱动曲面造型－多截面扫描－变截面扫描－NURBS表示曲面动态调整等Pro/SCANTOOLS逆向工程高级曲面造型模块－专业自由曲面造型－曲线驱动曲面造型－多截面扫描－变截面扫描－NURBS表示曲面动态调整等四． Design Management Extension DMX预要求：Pro/Engineer-Foundation该包为Pro/E 用户采用 WEB管理在企业范围内跨越工程组织的设计数据的建立,共享和进展,包中的Pro/INTRALINK通过安全保密,管理和通信Pro/E 中建立的相关设计数据来支持并行产品开发.DMX 也提供通过 WEB网访问企业数据的能力及基本和人体标准件库.含以下模块：Pro/Intralink产品数据管理－Pro/Intralink 客户端－核心支持并行工程－支持查询,检索－权限设置－版本发放与审核控制－变更管理－BOM 自动生成与管理－第三方软件封装Pro/WEB动态连接模块 WEB动态连接模块－生成文件供Web浏览器调用－实现Web浏览器和Pro/E动态连接Basic Lib常用机械标准件库常用机械标准件库－常用紧固件；－连接件HUMAN FACTOR LIB标准人体模型库标准人体模型库五．Behavioral Modeler Extension BMX预要求：Pro/EngineerBMX 提供根据产品功能要求自动获得优化设计的能力,是下一代MDA的标准. 含 Power Design 和Mechanism Design.六．Mechanism Design Extension MDX预要求：Pro/EngineerMDX 提供工程师在产品开发过程中装配体的运动行为模拟和预见.在装配中,可交互式动态拖动或显式定义模拟过程.能生成运动过程封装路径用于干涉检查.七．Plastic Advisor Extension预要求：Pro/Engineer 和Pro/Interface该包模拟注塑零件的浇注过程,直接处理 Pro/E 实体模型,用户只需定义材料和浇注位置,即可得到浇注的可信度评价,气泡位置及凝结线等信息.八． Design Animation OptionDAO预要求：Pro/Engineer该包使用Pro/E 零件,装配和机构建立动画过程,用于动画演示产品的装卸过程.九． Routed Systems Option预要求：Pro/Engineer –foundation 或 Part或Product或Process Modeler该包为电器,电缆和管道布置的设计及加工提供综合的,全相关功能和标准库,能精确设计,走线和生成施工图,含以下模块：Pro/DIAGRAM电器及管路原理图设计模块电器及管路原理图设计模块－制定电线型号－自动标号功能－多导体电缆的表示－定义组件和连接器Pro/CABLING三维电缆布线设计模块三维电缆布线设计－三维空间中布置电线、电缆和线捆－自动选择终端器和接插件等－生成全质量特性－自动生成BOM表和电线清单Pro/HARNESS-MFG电缆布线施工设计电缆布线施工设计－自动生成线束展平图－自动生成线束材料清单－自动装配连接件Pro/PIPING管道设计模块管道设计模块－完成软管、刚性管的三维空间布置－定义管料、建立管件库－定义三通、接头等－完成管线加工信息、查询及出图等CONNECTOR Lib常用接叉件库常用接叉件库Electrical Symbol Lib常用电器符号库常用电器符号库PIPE FITTING LIB常用管接件库常用管接件库PIPING AND HEATING LIB管路与暖通标准件库管路与暖通标准件库十 .Tool Design Option预要求：Pro/Engineer –foundation 或Part或Product 或Process Modeler该包提供快速自动地模具设计和装配功能,直接参照精确的产品设计模腔和芯盒,确保模具设计质量.含以下模块：Pro/MOLDESIGN注塑与压铸模具设计模块注塑与压铸模具设计模块－根据零件快速生成模具及模具图－自动收缩补偿－开模干涉检查－提供壁厚及拔模角工艺合理性检查Pro/CASTING沙型铸造模具设计模块沙型铸造模具设计模块－根据零件快速生成模具及模具图－自动收缩补偿－开模干涉检查－提供壁厚及拔模角工艺合理性检查Pro/DIEFACE压延模设计模块压延模设计模块－利用零件模型定义冲压成型部分－冲压工艺补偿－定义压力中心－显示冲击接触区域的分布及膨胀比－定义剪裁线Pro/SURFACE高级曲面造型模块高级曲面造型模块－专业自由曲面造型－曲线驱动曲面造型－多截面扫描－变截面扫描－NURBS表示曲面动态调整等MOLDBASE Lib标准模架库标准模架库十一．CADAM Migration Option与Pro/E 双向交流主机 CADAM 工程图.十二．Import Data Doctor Option DDO预要求：Pro/Engineer该包使用户快速高质量修复调入的第三方模型.十三．ModelCHECK评估设计效率,提供专家指南.十四． NC Machining Option该包进行数控加工编程,刀具库,优化 3 轴铣,2- 4轴车,线切割,含以下模块：Pro/MFG-MILL铣削加工模块铣削加工模块－3轴数控铣削加工编程Pro/MFG-TURN数控车削加工编程模块数控车削加工编程模块－2－4轴车削加工编程Pro/MFG-WEDM数控线切割加工编程模块数控线切割加工编程模块－2－4轴线切割、电火花加工Pro/PROCESS for MFG加工工艺辅助设计加工工艺辅助设计－完成加工过程的工艺编排－生成加工工艺卡片Pro/NC-CHECK加工仿真模块加工仿真模块－真实材料去除过程模拟－显示辨识加工过程中的干涉－可显示任一断面,观看刃具和工件的加工位置Tooling Lib常用刀具库常用刀具库Pro/SURFACE高级曲面造型模块高级曲面造型模块－专业自由曲面造型－曲线驱动曲面造型－多截面扫描－变截面扫描－NURBS表示曲面动态调整等十五． NC Advanced Machining Option该包提供所有类型的CNC 数控加工编程,含以下模块：Pro/SURFACE高级曲面造型模块高级曲面造型模块－专业自由曲面造型－曲线驱动曲面造型－多截面扫描－变截面扫描－NURBS表示曲面动态调整等Pro/MFG-ADVANCED高级加工模块高级数控加工模块－2－4轴车、线切割、电火花数控编程－3－5轴曲面及型腔数控加工编程－各种孔系数控加工编程－刀具库定义与管理Pro/PROCESS for MFG加工工艺辅助设计加工工艺辅助设计－完成加工过程的工艺编排－生成加工工艺卡片Pro/NC-CHECK加工仿真模块加工仿真模块－真实材料去除过程模拟－显示辨识加工过程中的干涉－可显示任一断面,观看刃具和工件的加工位置Tooling Lib常用刀具库常用刀具库十六． Expert Machinist Option EMO预要求 Pro/ENGINEER.对体素类零件的高效加工专家.含有特定类型加工环境及工艺知识的自动捕捉,简化了编程工艺.十七．NC Verification Option NVONC Verification Option NVO 能使用户模拟加工代码G/M 码. 每个 NC control 可在考虑不同机床,程序,零件及功能情况下精确模拟,FastMill 用于快速处理大型3 轴 NC 的验证方法,能建立切削模型的STL 文件.VERICUT for Pro/ENGINEER 进行材料移去的常规过切检查.AUTO-DIFF 自动比较设计和加工间的差别. AUTO-DIFF 也可用于检查可能的缺陷和失误.X-CALIPER 是NC Verification Option 的三维测量能力用于检查成品厚度,体积,深度,间隙,距离,角度,孔径倒圆半径与设计件的差别.十八． NC Optimization Option NOONC Optimization Option NOO 含所有 NC Verification Option 功能及扩展 VERICUT 功能,使其可用 Pro/ENGINEER 定义特殊刀具,夹具.除标准 Pro/e 刀具参数外,还可定义刀具的详细装配用于碰撞检查.Slice 模块可定义模拟件的线架模型,OptiPath自动修改优化刀轨以提高加工效率.十九．NC Machine Simulation Option MSONC Machine Simulation Option MSO 含所有 NC Optimization Option 功能,以及真实模拟 NC 机床的加工过程,就象车间里的情形一样.提供精确和完整的机床碰撞检查,甚至于今天的高速加工中心.与VERICUT for Pro/ENGINEER 材料移去模块一道工作时可同时检查刀具碰撞及验证程序精度.二十．NC Sheet metal OptionNC Sheetmetal Option 可建立转塔冲及轮廓激光/火焰切割,. Dynamic True Shape AutoNesting 能自动优化排料,含以下模块：Pro/SHEETMETAL-MFG钣金加工模块钣金加工模块－自动优化排料、计算成品率－自动完成数控冲、剪等编程－完成数控线切割,激光切割编程Pro/SHEETMETAL-MFG钣金加工模块钣金加工模块－自动优化排料、计算成品率－自动完成数控冲、剪等编程－完成数控线切割,激光切割编程二十一． Computer-Aided Verification Option预要求：Pro/Engineer –foundation 或 Part或Product 或Process Modeler提供检测和确保被加工零部件质量,建立自动检查刀具碰撞的数控测量机程序,自动比较扫描云点与加工件误差. 该包含以下模块：Pro/CMM数控测量脱机编程数控测量脱机编程模块－符合DMIS标准－用于检验加工产品的质量－生成数控测量机的驱动代码Pro/VERIFY加工验证模块加工验证模块－对被测量零件与设计模型进行误差分析－输出误差分布云图－丰富分析手段。
4逆向工程在模具行业中的应用
逆向工程数据处理技术
测量数据可以分为一般数据点和海量数据点； 根据测量数据的规整性，测量数据又可以分为散乱 数据点和规矩数据点；不同的测量系统所得到的测 量数据的格式是不一致的，且几乎所有的测量方式 和测量系统都不可避免地存在误差。因此，在利用 测量数据进行CAD重建前必须对测量数据进行处
理。数据处理工作主要包括：数据格式的转化、多 视点云的拼合、点云过滤、数据精简和点云分块等。
逆向工程及其应用
• 逆向工程发展 • 逆向工程流程 • 逆向工程的测量方法 • 逆向工程的测量硬件系统 • 逆向工程软件
• 应用实例
• 逆向工程应用拓展
应用实例（一）
－逆向工程在汽车方灯支架冲压模的应用
应用实例（二）
－逆向工程在某型车尾饰灯上的应用
应用实例（三）
－逆向工程在叶轮模具上的应用
逆向工程应用实例－车灯
设备无法取得的物体外形数据 。
逆向工程的发展
1、“逆向工程”技术的提出 2、一些产品设计是从实物开始的 3、计算机技术和信息技术的发展，促进 了逆向工程技术的发展
“逆向工程”技术的提出
日本在６０年代初提出科技立国方针：“一代引进，
二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”，其中 在汽车、电子、光学设备和家电等行业上最为突出。在应 用逆向工程技术上，日本具有典型性： ● 二战后，1950年日本国民生产总值为英国的1/29、 法国的1/38。目前，是世界第二经济强国。 ● 1945～1970年，引进国外先进技术（80％为专利、 图纸）投资60亿美元。（自行研制1800～2000亿美元） ● 掌握每项技术需2～3年。（自行研制需12～15年） ● 60年代中期，机械工业研究经费16.9％用于引进， 68.1％用于消化、改造。 ● 日本政府推算，采用反向工程技术，节省约2/3的研 究时间、9/10的研究经费。
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６ ｗ ｏｌ ｃ ｔ ０ ｗ Ｗｍ ｕ —ａ ｅ ｄ ｎ
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技 术 的逆 向设计 的一 般过 程 ：
模型重建后 ， 应该对模 型进行必要 的分析 ， 包括 结构分析 、 工艺分析和其他有 限元模拟 。最后根据模 型制定加工工艺和生成 Ｎ Ｃ加工代码 ，输入数控设备
进 行产 品或 模具 加工 。 ３ 基于 Ｐ ｏ Ｅ ｇｎ ｅ 的快速 逆 向 曲面 建模 ｒ／ ｎ ｉｅ ｒ
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毫
基 于 Ｐ ｏＥ ｇｎ ｅ 的快 速 逆 向设 计应 用 ｒ／ ｎ ｉｅ ｒ
■
摘 游 茶彪 ， 刘 建雄 ， 曾 志 敏
昆明理工大学 机 电工程学院 ， 云南昆明， ６ ０ ９ ５０３
要 ： 绍 了逆 向工 程 的 定 义及 逆 向设 计 的基 本 实现 过 程 ， 介 通过 对 鼠标 图 片数 据 的 曲面 快 速
提供 了一 条新 的途径 ， 在机械 、 航空 、 汽车 、 家电和玩 具等领域得到了广泛的应用 。本文通过 已有的图片资 料完成 了鼠标 的表面模型反求 ， 而不是利用通常所说
的通 过 点数 据 反求 模 型 ， 对通 过 影像 技 术 逆 向设 计 是 的 一个初 步探 讨 。 ２ 基 于实物 逆 向的 实现过 程 逆 向工 程 ， 称 为 反 求 工 程 ， 是 以设 计 方 法 学 也 它
良好 的实物数据信息是顺利进行逆 向设计 的前
提 。对于测量或者扫描获得的点云数据 ， 都会产生大 量或大或小的错误 。因此 ， 对错误数据进行处理必不 可少 ， 这些工作包括数据平滑 、 降低噪音数据 、 排除异 常数据 、 压缩和归并冗余数据等 ； 对于图片数据 ， 处理
工作 有 去 除 图片 的背 景 图案 ，增强 实 物 图 的对 比度 ， 锐化边 界 等 。 （ 三 Ｄ模 型 的表面 重建 ３） 模 型 的表 面重 建是 实 物逆 向设 计 的 主要 工作 ， 它
常形 象 、 观 、 直 方便 ， 免 了通 常逆 向设 计 时对 点 云 数 避
在 目前情况下 ，应用各种逆向设计软件进行物体 的表面逆 向设计 ，基本都遵循点一线一面这样一个造 型原则 ， 即首先必须获得模型的外观点数据 ， 然后通过 连接点数据获得曲线 ， 最后通过曲线构造 出曲面。 只有 质量 良好的曲线才能构建出质量 良好的曲面 ， 因此 ， 绘 制出连续 、 光滑 ， 曲线 曲率变化趋势大致相 同， 同时又 准确反映模型外观轮廓的曲线是顺利完成模型重建的 关键 ， 也是整个逆向设计的最难点。
（） ２ 数据信息的处理
的高度重视 。随着计算机技术和测试技术的发展 ， 利 用 Ｃ ＤＣ Ｍ先进设计制造来实现产品的逆 向工程 ， Ａ ／Ａ
已经 成 为 Ｃ ＤＣ Ｍ 领域 的一个 研究 热 点 。逆 向工程 Ａ ／Ａ 技 术 的应 用 ，改变 了原来 Ｃ Ｄ系 统 中从 图纸 到 实物 Ａ 的设计 模 式 ， 产 品 的快速 开 发 以及 快 速原 型 化设 计 为
逆向重建 实例 ，着重阐述 了基 于逆 向工程 的模 型表 面重 建的关键技 术和 Ｐｏ Ｅ ｇ ｅｒ Ｓ ｌ ｒ／ ｎ ｉ ｅ 的 ｔ ｅ ｎ ｙ
环 境 下的 曲面 快速 逆 向 重建 功 能 ， 为设 计 人 员提 供 了一 个较 为新 颖 、 完整 的 快速 逆 向设 计 思路 。
关键词 ：ｒ／ ｎｉｅｒｉ ＰｏＥ ｇｎｅ； ￣向工程 ； 表面重建
Ｄ 。 Ｅ）
曲率等分析结果调整 、 编辑对象 。
３２基 于 Ｓｙ ＿ ｔＩ ｅ功能 的 曲面 快 速逆 向重 建 在很 多情 况下 ， 由于各种 条 件 的限制 ， 我们 并不 能
３１模 型表 面重 建的关 键技 术 ．
直接获得实物产品的外观点数据 。通过对模型进行图
像数据采集 ， 以利用 ｓ ｌ造型特征功能轻松 、 可 ｔｅ ｙ 快速 地实现模型的外观逆向造型。 根据 图片逆向， 设计 时非
（） １ 实物模型的对象数字化处理 现在逆 向设计最常用 的对象数字化设备有三坐
作者 简 介 ： 茶 彪 ， ，９ ０年 生 ， 游 男 １８ 昆明 理 工 大 学 模 具 新 技 术 研 究
所硕 士研 究 生 ， 主要 研 究 方 向 ： 模具 ＣＡ ＣＡ ／ Ａ 。 Ｄ／ Ｍ Ｃ Ｅ
Ｐｏ Ｅ ｇ ｅｒ １８ 由美 国参数 技术公司 ｒ／ ｎｉ ｅ 是 ９７年 ｎ
１ 引言
标测量机 、 三维激光扫描仪以及高象素的数码照相设
备等。通过这些设备对实物进行测量 、 扫描或多角度
此 ２ 世纪 ９ Ｏ Ｏ年代初开始 ，逆 向工 程 （ ｅｅ ｅ Ｒ ｖｒ ｓ
Ｅ ｇｎｅｉｇＲ ｎｉｅｒ ， Ｅ）技 术开 始 引起 各 国工业 界 和学 术 界 ｎ
摄影 ， 从而获得准确的实物模型数据信息。
的主要 目标是根据空 间拓扑离散点数据还原模型几 何特征以及它们之间的约束 ， 并在对产品对象分析和 插值监测后 ， 对模型进行逼近调整和优化。
（ 对象 分 析及对 象加 工 ４）
为指导 ， 以现代设计理论 、 方法 、 技术为基础 ， 运用各 种专业人 员的工程设计经验 、 知识 和创新思维 ， 已 对 有新产品进行解剖 、 深化 和再创造 ， 已有设计 的反 是 设计 。逆向工程源于精密测量和质量检测 ， 是一个 自 下而上 的设计 的信息反馈 的回路 。以下是基 于 Ｃ Ｄ Ａ
２ ０ ． ｏ ３总 ７ ０７ Ｎ ． ２期
型 ） 能 ， 以通 过 图片 数据 实现 产 品 的表 面快 速 逆 功 可
析 和编辑 工 具 。 用户可 以实时 、 动态 地根 据位 置 、 率 、 斜
向设计。 它可以方便而迅速地创建曲线和曲面， 并将多 个元素合并成超级特征 ，称为交互式 曲面设 计 （Ｓ Ｉ－