美国房车空调上外壳逆向工程的数字化设计（本科毕业论文设计）.doc

摘 要

随着计算机技术的发展，CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，产品的开发和制造过程中都广泛地使用计算机几何造型技术。但仍有部分产品由于种种原因，最初并不是用计算机辅助设计(简称CAD)进行模型描述，设计者面对的还是实物样件，从实物样件获取数字化模型来进行后续的处理，对样件进行仿制和改造。目前这种从实物样件获取产品数学模型的相关技术，已发展成为CAD／CAM系统中的一个相对独立的范畴，即“逆向工程”(简称RE)。
本文首先阐述了逆向工程的基本概念及原理，通过对正、逆向工程工作流程的对比显示出逆向工程的在产品生产过程中的优越性，并对逆向工程实施设备及关键技术作了简明的介绍，并讨论了逆向工程过程中存在的问题；然后系统地介绍了逆向工程中的接触式和非接触式数据测量方法；又详细介绍了数据的排序及矢量化、数据多视图拼合、特征提取、数据分块等数据处理方法。
最后，本文通过美国房车空调上外壳的逆向设计的实例建模，详细介绍了利用ATOS光学扫描系统进行数据采集，数据处理和利用UG软件进行模型重建的主要操作步骤。


关键词：逆向工程，数据采集，数据处理，模型重建
















ABSTRACT

With the development of computer technology, CAD technology has become a product design personnel to carry out research and development of important tools. But there are still various reasons due to some products, their first describe is not computer-aided design (CAD) model. What designers face is still real objects. They access digital model from this kind of physical parts to conduct a follow-up treatment, and imitation or transformation these parts. At present, this kind of technologies which access products’ mathematical model from physical model, has developed into a relatively independent areas in CAD/CAM system, which is called "Reverse engineering" (RE).
First, this paper introduction basic concepts and principles of Reverse engineering, to contrast Positive engineering and Reverse engineering’s work processes, Show the superiority of reverse engineering of the production process. And introduced concise the equipment and the implementation of key technologies of RE. And discussed the existing problems in the process of reverse engineering; And then systematically introduced contact and non-contact method of measurement data of reverse engineering; then also described in detail the sort and vector data, data pieced together in multi-view, feature extraction, data block, and other data-processing methods.
Finally, through a example of the reverse engineering Digital Design for Up Dos Shell of Air conditioning on U.S. Recreational Vehicle, detailed introduced to the use of ATOS optical scanning system for data collection,data processing; and model reconstruction process in UG Software.


Keywords：Reverse engineering, Data collection, Data processing,
Model reconstruction








目 录
摘 要 Ⅰ
ABSTRACT Ⅱ
1 绪论 1
1.1 前言 1
1.2 逆向工程概述 1
1.2.1 逆向工程的定义 1
1.2.2 逆向工程的设计流程 2
1.2.3 逆向工程的应用 2
1.2.4 逆向工程技术在国内外研究状况 3
1.2.5 逆向工程实施条件 4
1.2.6 逆向工程技术中注意的问题 5
2 数据采集 6
2.1 接触式测量方法 6
2.2 非接触式测量方法 7
2.2.1 激光三角法 8
2.2.2 光栅投影法 8
2.3 测量时应注意的问题 9
2.4 本章小结 10
3 数据处理 11
3.1 扫描数据分析 11
3.2 数据处理简介 12
3.2.1 数据处理技术 13
3.2.2 数据的排序及矢量化 15
3.2.3 数据多视图拼合技术 15
3.2.4 特征提取技术 16
3.2.5 数据分块技术 17
3.3 本章小结 17
4 模型重建 18
4.1 逆向工程中曲面造型技术 18
4.1.1 三角Bezier曲面重构 18
4.1.2 一般B样条或NURBS曲面重构 19
4.2 UG三维软件简介 19
4.3 UG的特点 20
4.4 UG的主要功能 21
4.5 本章小结 22
5 上外壳零件建模 23
5.1产品数据采集过程 23
5.2 模型重建 25
5.3 本章小结 30
6 结论 31
致谢 32
参考文献 33