邢悦，李丽娟

（长春理工大学 光电工程学院，长春 130022）

随着航空航天、汽车、船舶等制造业的发展，产品的改进设计是缩短新产品开发周期的重要手段之一［1］。首先将实物模型转化为CAD模型，在此基础上再进行产品加工或产品升级设计。这种从实物模型获取产品数学信息进而反向开发出同类产品的技术叫做“逆向工程”又称反向工程［2］。逆向工程流程如图1所示，具体流程为：（1）复杂异型曲面外形数据数字化；（2）点云数据处理；（3）曲面重构。

图1 逆向工程流程

用于逆向工程的产品的多数外形复杂，表面是由多个自由曲面拼接组合而成，所以快速、精准、高效地重构出理想的自由曲面是逆向工程的核心［3］。使用CATIA V5软件DSE模块重构的曲面精度光顺度均需要调整，需要结合freestyle模块中控制点等命令对曲面进行优化。但CATIA V5版本中控制点命令不能定向定量调整曲面，使曲面优化工作变得繁琐。本文提出的快速曲面优化方法是把自由曲面偏差分析结合到曲面优化工作中，基于偏差检测结果做到有针对性的曲面优化，可以大大提高曲面优化成功率，最终实现快速曲面重构的目的。

1 自由曲面重构

1.1 曲面重构

自由曲面面型复杂，边界不规则，所以重构工作一直是逆向工程中的一大难点。自由曲面拟合包括曲面逼近法和曲面插值法两种［4］。曲面逼近法是通过拟合出一个曲面使曲面接近数据点云，其精确性不高。曲面插值法拟合出的曲面严格经过数据点云，虽然拟合曲面精度高但曲面光顺度差，当数据量大时，计算工作量也明显增加。……