马荣影,储江伟,李宏刚,高伟健,管湘源

(东北林业大学 交通学院，黑龙江 哈尔滨 150040)

0 引言

逆向工程是近年来迅速发展起来的一种综合产品功能信息分析与模型重建等技术的方法[1]。对于某些外形轮廓复杂的零件，其结构尺寸难以通过测量得到时，可通过逆向工程技术对零件进行再制造。其主要方法为：首先获取模型数据，然后重建模型并进行误差分析。如：基于Imageware技术平台,运用逆向工程技术对整体式叶轮进行曲面模型的重建[2]；应用三维数字化激光扫描采集数据，用曲面拟合方法实现对叶片实体模型的重建[3]。

1 逆向建模流程

通常逆向工程建模的流程为数据采集、数据处理、模型重建及重建模型的误差分析。本文基于逆向工程设计的对象为螺旋桨叶片，其形状是较为复杂的螺旋曲面，有必要对点云截面与重建模型截面的数据进行误差比较，控制两者差值在允许的公差范围内，以提高建模质量。逆向建模流程如图1所示。

图1 逆向建模流程图

2 点云数据采集

2.1 采集方法

本文逆向设计的为气力推进艇螺旋桨叶片，其长度为845 mm，最大宽度为235 mm，叶片表面是由扭曲的螺旋曲面构成，如图2所示。

图2 气力推进艇螺旋桨叶片

数据采集使用OKIO非接触式光栅三维扫描仪，其系统组成为计算机、光栅发射器及摄像机，扫描精度为0.03 mm～0.01 mm，单片扫描采样时间小于5 s。适合于表面明亮但不反光的物体；在扫描测量过程中，可实时显示拍摄图像、三维数据结果及扫描误差。……