张榕宾

基于非接触式测量的自由曲面逆向工程的应用

张榕宾

逆向工程作为一项新的先进制造技术受到重视是在二十世纪80年代末至90年代初，首先是由福特汽车公司提出的“2毫米工程”对传统的机械制造业提出了前所未有的挑战。逆向工程要求将质量控制从产品的事后检测提前到产品的研发阶段，减小企业对产品开发的风险，降低开发成本，缩短产品开发的周期。过去，逆向工程多应用在汽车业与模具业，如今广泛应用在各种行业，逆向工程的使用也缩短了欧美和亚洲之间生产制造技术的差距。

一、逆向工程概述

（一）逆向工程的定义

逆向工程又称逆向设计或反向工程，包括影像、软件、实物逆向三种。在机械领域，逆向工程是在设计图纸不是很完整或者在没有设计图纸情况下，只有实物，利用各种数字化技术的手段及CAD技术重新构造原零件CAD模型一个过程。

（二）逆向工程的体系

逆向工程一般分为四个阶段：一是零件原形的数字化；二是从采集点云数据中构建零件的三维模型；三是零件原形CAD模型的重建；四是重建CAD模型的检验与修正。

逆向工程工作流程如图1：

图1 逆向工程工作流程图

1.数据获取技术

点云数据采集是反求逆向工程的基础，它是指通过各种测量仪器从已有的产品原型上获取三维数据点云的过程。目前，逆向工程中的数据采集方法可分成两种：接触式与非接触式。

（1）接触式测量方法

三坐标测量机不仅可对各种复杂产品进行测量，同时可以作为逆向点云数据采集的采集仪器。……