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2007-12-07 15:50

逆向工程中的CAD建模技術及軟件系統(tǒng)

作者：李志新黃曼慧成思源

引言

為了適應市場的需求，更多的是為了適應不斷發(fā)展的先進制造技術，需要將實CAD數(shù)據(jù)，以便利用快速成形系統(tǒng)( RF)、計算機輔助制造(CAM)系統(tǒng)、產品數(shù)據(jù)管理(PDM)等先進技術對其進行處理和管理，并進行進一步修改和再設計優(yōu)化。由于這樣的需求，便需要一個解決方案:樣品—數(shù)據(jù)—產品。逆向工程便由此誕生了，逆向工程也稱為反求工程(Reverse Engineering,簡稱RE)。逆向工程為制造業(yè)提供了一個全新、高效的重構手段，實現(xiàn)從實際物體到幾何模型的直接轉換。

實體逆向工程的需求主要有兩方面:一方面，作為研究對象，產品實物是面向消費市場最廣、最多的一類設計成果.也是最容易獲得的研究對象;另一方面，在產品開發(fā)和制造過程中，雖已廣泛使用了計算機幾何造型技術，但是仍有許多產品，由于種種原因，最初并不是由計算機輔助設計模型描述的，設計和制造者面對的是實物樣件。

在逆向工程中，三維CAD模型的重建是指利用產品表面的散亂點數(shù)據(jù)，通過插值或者擬合，構建一個近似模型來逼近產品原型。三維CAD模型的重構是整個逆向工程中最關鍵、最復雜的一環(huán)，是后續(xù)產品加工制造、快速成形、工程分析和產品再設計的基礎。而伴隨著逆向工程及其CAD重建相關技術理論研究的深人進行，其成果的商業(yè)應用也日益受到重視，涌現(xiàn)出了大量的商業(yè)化逆向工程CAD建模軟件系統(tǒng)。

1 CAD建模技術及軟件系統(tǒng)

產品的三維CAD建模是指從一個已有的物理模型或實物零件產生出相應的CAD模型的過程，包含物體離散測點的網格化、特征提取、表面分片和曲面生成等，是整個RE過程中最關鍵、最復雜的一環(huán)，也為后續(xù)的工程分析、創(chuàng)新設計和加工制造等應用提供數(shù)學模型支持。其內容涉及計算機、圖像處理、圖形學、計算幾何、測量和數(shù)控加工等眾多交叉學科和工程領域，是國內外學術界，尤其是CAD/CAM領域廣泛關注的熱點和難點問題。