基于Imageware的逆向工程曲面重构技术

基于Imageware的逆向工程曲面重构技术

机电工程技术年第38卷第11

期

基于Imageware的逆向工程曲面重构技术

金

茜

江苏南京

（南京工程学院先进制造技术工程中心，211167）

软件的特点和主要模块，分析了Imageware软件的一般流程，；点云；曲面重构文献标识码：A

文章编号：1009－9492(2009)11－0027－03

1引言

为了适应市场需求，缩短产品开发周期，往往需要将实物或手工的模型转化为CAD数据，以便利用快速成型系统（RapidPrototypingRP），计算机辅助制造（Computer

AidedManufacture，CAM）系统，产品数据管理（ProductDataManagement，PDM）等先进技术对其进行处理和管

理，并进行进一步修改和再设计优化

［1］

。随着现代先进制

造技术的发展，逆向工程技术已被航空、汽车、医疗、家电、玩具等行业广泛应用，是“认识原型———再现原——超越原型”的工程。Imageware软件是专用的逆向型—

工程软件，在逆向工程曲面重构中具有重要作用。

2逆向工程系统的关键技术［1－2］

从图1所示的逆向工程一般流程图可以看出，逆向工程系统主要包括产品实物几何外形的数据采集技术，CAD模型重建技术及产品或模具制造技术。实物几何外形的数据采集是通过特定的测量设备和测量方法获取零件表面离散的的几何坐标数据。只有获得了零件表面的三维信息，才能实现复杂曲面的建模、评价、改进和制造。目前，用来采集物体表面数据的测量设备和方法多种多样，其原理也各不相同。不同的测量方式，不但决定了测量本身的精度、速度和经济性，还造成了测量数据类型及后续处理方式的不同。三维数据的采集可分为接触式和非接触式两大类，接触式数据采集方法包括使用基于力触发原理的触发式数据采集和连续扫描数据采集；非接触式数据采集方法主要运用光学原理进行数据采集。

图1

逆向工程一般流程

测量得到的数据点分成两类：有序点和无序点，由不同的数据类型，形成了不同的模型重建技术。目前较成熟的方法是通过重构外形曲面来实现实物重建。在目前逆向工程研究中，自由曲面建模手段分两大类：第一种是以三角

Bezier曲面为基础的曲面构造法；第二种是以NURBS（非

均匀有理B样条）曲线、曲面为基础的矩形域参数曲面拟合方法。

在完成实物模型重建后，后续应用是利用快速原型技术来制造原型和模具，一方面为模型的修改和再设计提供实物样品，另一方面，对一些材料制造的零部件，还可以直接制造出产品的模具，因而避免了机械加工的长周期和复杂的工艺设计，为产品的快速开发和制造提供了有效的工具支持。

CAD模型重建是根据坐标测量机得到的数据点构建实

物对像的几何模型，根据实物外形的数字化信息，可以将

收稿日期：2009－10－09

第1页下一页