逆向工程有两个主要研究内容:样件表面数字化,即样件表面数据采集;曲面重构。实物零件的表面数字化就是通过特定的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的几何坐标数据。
逆向工程的目标是根据离散的数据点集构造出分段、光滑的CAD模型。模型重建技术成为逆向工程的关键技术。实物的三维CAD模型重建是最关键、最复杂的工作,通常要经过以下几个步骤的处理:(1)数据预处理;(2)数据分割;(3)数据对齐。
三 逆向工程技术应用的条件
(一)硬件条件
逆向工程中从实物原型构建相应的CAD模型,一般用一定的测量手段对实物或模型进行测量。目前所使用的测量仪器主要有三坐标测量机、ATOS和数码相机, 三者相结合使用,使测量达到更高的精度,并准确地反映了原物体的实际型面特征和搭接关系,为建型提供可靠的数据。
(二)软件条件
逆向工程三维曲面模型重建需要相应的软件支撑。目前,逆向设计主要应用软件有:Ge0Magic、CopyCAD、RapidForm、 QuickForm、UG及CATIA等。不同软件各有所长,可以根据不同曲面的结构特点和测量数据的特点,选用不同软件.或在逆向设计的不同阶段,采用 不同软件,以提高设计质量和效率。在众多的应用软件中,CATIA的逆向设计功能最为强大。
CATIA是法国达索公司的产品,其集成解决方案几乎覆盖工业产品设计制造的所有领域,目前世界排名前20位的汽车企业有18家选择其作为核心软件。 CATIA在逆向设计方面采用NURBS方法描述曲面,解决了自由曲面(线)与初等解析曲面(线)描述不相容的问题,通过编辑控制点改变曲面形状生成任意 复杂曲面,提高了造型能力;先根据云点拟合出一个基础曲面,再利用曲面编辑功能对其进行编辑和光顺处理,提高了曲面重构效率;能实现一个曲面到另一个曲面 的匹配,还能实现一个曲面到多个曲面的匹配,并能达到匹配后曲面间曲率连续,保证A级曲面要求;提供多曲面整体编辑功能(一次编辑多个曲面并保持曲面间连 续);提供网格面及风格扫描面构造方法。
四 CATIA在汽车模具逆向开发中的应用