孟伟娜 ， 孙祖东 ， 牛振华

（安阳职业技术学院，河南 安阳 455002）

逆向工程（Reverse Engineering），也称为反求工程、反向工程，它是相对于传统正向设计而言的，将已经存在的零件（或原型）通过扫描，采集数据，生成图样，再制造出产品，广泛应用于航天航空、医学、模具制造、产品设计、文物修复等领域[1]。Geomagic Wrap是3D SYSTEMS公司发行的一款功能强大的3D建模数据处理软件，它可以将三维扫描数据和导入的文件直接转换为3D模型。

安全锤的逆向设计流程包括使用三坐标测量设备、三维扫描仪测得样品安全锤的点云数据；使用Geomagic Wrap逆向设计软件对安全锤的点云数据进行点云处理、面片编辑、曲面建模等，使用3D打印机对处理过的安全锤面片进行快速成型，或者使用CNC机床对重建安全锤模型进行加工，与样品安全锤进行对比分析。安全锤的逆向设计过程可以总结为两大步骤：数据采集和CAD模型重建[2]。逆向工程具体工艺流程如图1所示。

图1 逆向设计工艺流程

1 数据采集

数据采集是利用三坐标测量仪或者非接触式的拍照式三维扫描仪、非接触式的激光三维扫描仪来测量被测物品特征点的空间坐标值，是逆向工程中重要的环节。本文采用了北京三维天下的Win3DD-M单目拍照式三维扫描系统对安全锤进行点云数据采集。该系统拥有130万像素的相机，采用非接触式拍照扫描，单幅扫描范围300 mm×210 mm×200 mm，该扫描系统如图2所示。

图2 Win3DD-M单目拍照式三维扫描系统

本文中的安全锤为金属材质，光滑处可能会反射光线，影响正常的扫描效果。……