逆向工程在工程机械领域的应用与研究.pdfVIP

学兔兔 逆向工程在工程机械领域的应用与研究 躐雪梅 ，何 冰，王 灿 (徐工集团江苏徐州工程机械研究院) 摘 要：将逆向工程引入工程机械行业，能够有效提高企业的市场竞争力和工业设计创新力。在 研究逆向工程定义及其主要应用模式的基础上 ，以某发动机缸盖为研究对象，采用非接触式测量方法 获取其点云数据，利用点云去噪、多视拼合、孔洞修补等数据预处理技术 ，以及数据分块技术、STL文件 生成及优化技术获取质量较高的三角面片模型 ，采用以NURBS(非均匀有理 B样条曲线)曲面为基础 的矩形参数曲面拟合方法获得产品的NURBS曲面模型。研究表明逆向工程技术在工程机械领域中的 应用是必要的和可行的。 关键词：逆向工程；工程机械 ；NURBS曲面 ；曲面重构 随着市场竞争的加剧和客户需求性的不断提 力、物力和财力。逆向工程作为一种先进的设计方 高 ，现代产品设计的开发周期要求越来越短，产品 法，能够对竞争对手的产品进行分析改进，以避开 需求呈现小批量、多品种、个性化的特点lIl。与国外 艰苦的原型设计阶段 ，缩短新产品开发周期 ，节省 先进产品相比，国内工程机械产品及其关键零部 开发成本，为工程机械新产品和关键零部件的研发 件，不论从技术性能，还是可靠性指标上都有很大 提供全新的技术策略和支持。 差距，寿命一般为进 口零部件的1／3到 1／2。目前，工 1 逆向工程概述 程机械高速增长的黄金期已结束，进入缓慢增长阶 段 ，企业要在竞争 日益激烈的市场中立于不败之 逆向工程 (ReverseEngineering，RE)，亦称反求 地 ，必须开发出性能更可靠 、外观更精美的产品，工 工程、反向工程 。它是针对现有工件(样品或模型， 程机械产品的表面设计也要求向A级曲面方向发 尤其复杂不规则的自由曲面)利用 3D数字化测量 展圈。A级曲面p]代表着曲面的质量，从工艺上讲 ，A 仪快速、准确地获取物体的三维轮廓数据，在经过 级曲面必须符合相邻 曲面间的间隙在0．005mm 以 数据处理 、曲面重构 、编辑 、修改后 ，传送至 下，切率改变在 0．16。以下，曲率改变在 0．005。以下 CAD／CAM系统作进一步设计 ，再 由CAM软件生成 的标准，这样才能确保 曲面的环境反射不会有 问 刀具的NC加工路径送至CNC机床制作所需的模 题；从美学的角度考虑，A级曲面应该满足和光顺曲 具 ；或者由CAD系统生成机加工图纸 ，由传统机床 面相同的要求，即避免在光滑表面上出现突然的凸 加工出产品零件；或者生成 sTL(STereoLithography) 起、凹陷等缺陷，曲面过渡时，应至少满足 G2连续。 文件传送至快速成型机制作样品模型5[1。逆向工程 然而传统产品设计方法很难满足要求 ，将逆向工程 流程如图 1所示。 技术引入工程机械产品的设计研发能有效解决这 在应用实践上，目前逆向工程主要有两个模式。 一 问题 。 (1)按正向设计思路来进行，以三维CAD平台 传统产品设计方法是基于产品或工件的功能 为主，以逆向工程软件为辅。通过逆向工程软件进 和外观进行设计的，原型设计阶段需耗费大量的人 行点云处理 ，并获取一些必要的特征线 ，构建一些 作者简介： 雪梅(1975一)，女，江苏徐州人，工程师，学士，研究方