基于液面的产品截面轮廓反求工程

提出了一个新型的产品轮廓反求的逆向工程系统,其中轮廓数字化扫描方法以液体作为测量介质,液体的液面与产品之间形成的交线即为要测量的产品的截面线。采用光学系统采集图像,然后通过计算机图像处理技术抽取边缘获得轮廓数字点,利用现有主流CAD软件处理系统进行三维模型的构建和模具的设计。研究了基于液面的产品轮廓反求系统的原理、组成和系统软件与硬件的设计。     

反求工程中ICT图像对称轮廓自动识别

针对机械工业产品轮廓中对称约束特征,该文提出了基于特征匹配的二维图像对称轮廓自动识别方法.基于轮廓点云数据分割和型值点方法提取特征点,研究轴对称和旋转对称图像特征点的不同分布规律,判别对称类型;采用转动惯量法和周期法求取对称轮廓特征描述参数作为轮廓整体约束优化求解参数;实例表明:文中方法能够有效地自动识别对称轮廓及其类型,提取出对称约束特征.     

面向CAD的反求工程

讨论了面向CAD的反求工程的基本概念、主要特点以及典型应用方法。采用面向CAD的反求工程方法可以大大提高反求效率，同时有利于获得产品设计的深层次方法。     

基于实体特征的反求工程自动建模技术研究

提出了基于实体特征的自动建模系统SFRE的方案,该方案对实物原型的点云数据进行分类处理,找出形成最简单体元的数据点集,识别体元类型,在商业化造型软件环境下实现体元造型和拼合,以构造原型的CAD模型。SFRE系统由两部分组成:第1部分为自动建模编程软件,在Windows平台上运行,自动编制实现实体造型的程序,完成数据处理、特征识别和构造特征树工作;第2部分为自动造型接口软件,在商业化CAD造型软件环境下运行,实现自动造型,完成三维重构。可实现对具有多形态、多内腔的复杂原型的自动三维重构,为基于原型的产品创新设计奠定基础。SFRE系统特点是:基于实体特征,特征最简,反求建模和正向造型结合,自动化程度高。其是目前已有三维重构技术的必要补充和发展,将为反求工程和快速成形的应用拓宽范围。     

基于柱面轮廓反求工程的数字化测量及数据处理

柱面轮廓的数字化测量及数据处理是其反求工程的关键技术，将直接影响曲面重构的精度。采用了接触式测量方式获取工件数据。这种测量方式配合测量软件可快速准确地测量出物体的基本几何形状，如面、圆、圆柱、圆锥、圆球。针对复杂曲面的数字化测量和数据处理，提出了建立形状不规则零件测量坐标系的新方法和最佳测量规划，对测量数据进行高精度的处理，得到了反求工程中曲面重构的“点云”数据。     

基于反求工程和快速原型技术在产品开发中应用

反求工程和快速原型技术作为当今的先进制造技术，在汽车、家电、医疗和航空等制造业领域具有广泛的应用前景。介绍了以反求工程和快速原型技术为支撑产品开发的方法，并对其中的数字化产品建模、原型生成和模具加工等关键技术进行了分析。并描述该方法对摩托车后挡风罩开发的全过程。     

基于反求工程产品框架模型的研制

为了使产品框架模型具有良好的尺寸参数和装配精度,在反求设计技术基础上,利用三维激光测量仪对砚有产品模型进行三维测量,运用CATIA软件对测量数据进行处理得产品横、纵截面轮廓尺寸并将其转化为CAD格式,应用相识理论确定产品框架模型的相似比和激光加工技术制作出产品模型零件并装配.实践表明,该产品框架模型具有精确零件尺寸精度和良好的装配性能,达到提高制作效率的目的.     

基于均质实体的切片轮廓非接触三维测量方法

本文设计了一种基于均质实体的片层轮廓测量方法,阐述了该方法的测量原理,由阿基米德定律和杠杆原理,利用电子天平逐层测算被测实体浸入液面不同深度时所受浮力,通过计算机计算相应每片层的重力矩、重心等信息,推算出各层面上微小实体单元在三维坐标系中的位置,进而重构出被测实体的片层轮廓.经过实验验证,其结果证明了该方法是切实可行的.     

面向材料反求的非均质体参数化模型构建

非均质产品具有非常广泛的运用,面向材料反求构建非均质产品模型,能更好地设计出材料符合实际分布的非均质产品。利用CT扫描提供的原始数据,经过提取得到具有灰度信息的点云数据,提供非均质产品几何和材料空间构造原始信息。通过体参数化方法实现模型几何空间构造,通过对灰度值的参数化实现材料空间构造;通过求解一个二次型优化问题,将材料空间内嵌于几何空间,实现几何空间和材料空间的耦合,从而最终完成体参数化非均质产品模型的构建。以股骨模型为例,实现其非均质体参数化模型的构建算法。结果表明,面向材料反求的非均质体参数化建模方法能够更为便捷和准确的表达材料实际分布信息,且为基于体参数化模型的性能分析和显示提供模型支撑。     

反求工程中的数字化方法及其集成化研究

表面数字化是反求工程中的基础和关键技术之一，而多种数字化方法的集成化研究已成为一种重要的研究趋势。首先对反求工程中常用的表面数字化方法原理、特点和应用范围进行了分析，并对被动视觉、主动视觉及三坐标测量机等多种数字化方法的集成化研究现状进行了综述。最后对反求工程中的数字化方法进行了总结并指出了进一步研究的方向。     

基于生长型设计的产品反求

当前的反求工程研究大多集中于三维重构和快速成型方面,而针对产品的反求设计理论与系统研究较少.文中引入了产品功能结构分解重构原理与广义定位原理的生长型设计理论,在此基础上开发了支持后续创新设计的产品反求系统.从已有产品的实体模型出发,应用生长型设计理论对产品设计过程进行回溯,将产品分解为由功能元组成的功能原型,然后通过功能元之间的耦合作用实现对需求原型的反求,支持基于产品功能结构进行的产品结构方案的创新设计.     

基于广义延拓逼近法的凸轮轮廓反求设计

在高精度的凸轮轮廓反求设计中,利用凸轮轮廓非圆曲面的离散测量点,采用一种新的方法--广义延拓逼近法,构造出凸轮非圆曲面的广义延拓逼近模型,来实现高精度凸轮轮廓的反求设计.为验证设计效果,分别运用三次样条插值法和最小二乘拟合法对凸轮非圆曲面数据进行逼近计算.结果对比表明,采用广义延拓逼近法数学模型处理凸轮非圆曲面的离散数据时,如果在延拓域边界点上满足插值条件,可以实现区域内部的最佳拟合.此外,在插值次数相同的条件下,广义延拓逼近法具有更高的设计精度.     

逆向工程与计算机辅助产品创新

这里提出了面向计算机辅助产品创新的逆向工程系统，分析了系统的主要特点，论述了系统各个功能模块的详细设计，介绍了系统关键技术的实现方法，在此基础上构建了系统的整体框架．通过一个典型案例展示了系统在实际工程中的应用[1]。     

面向快速配置设计产品资源平台

从快速配置设计要求角度,分析了产品资源平台的基本功能;对产品资源信息组织模型进行了形式化描述,提出了一个由主模型、子模型、基本信息模型和节点信息模型组成的产品资源平台信息模型;介绍了通过产品分类编码和主属性表进行产品历史信息重构的方法,该方法有利于产品信息规范化管理;根据这些方法,结合PDM系统的功能,实现产品信息建模和重构,是建立多视图产品资源平台的有效途径。     

基于凸轮轮廓的平行分度凸轮机构运动规律的反求方法

平行分度凸轮机构是轻工机械中最常用的分度机构之一,文中提出了基于平行分度凸轮廓形反求其运动规律的两种方法:基于凸轮机构设计的前向方法和基于廓形的反向方法.前者是在对凸轮有一定了解的基础上,根据运动参数、动力学参数和常用的凸轮曲线设计出凸轮廓形,然后将凸轮设计廓形和测量廓形相比较,不断修改参数,以求得实际的凸轮运动规律.后者是一种以测量廓形为基础,按照分度凸轮机构的运动分析方法,求出凸轮转角和从动盘滚子的函数关系,然后经过适当选择和拼接凸轮起作用的区段得到机构的运动规律.最后比较了两种反求方法的特点,并给出了相应的反求案例.     

面向创新设计的逆向工程

产品的快速创新设计开发能力已经成为决定企业兴衰的重要因素,而逆向工程是实现产品快速创新设计的重要途径.提出了面向创新设计的逆向工程系统的基本目标、概念模型及体系结构,强调实物原型的再现仅仅是逆向工程的初步阶段,在此基础上进行的基于原型的再设计、再分析、再提高,从而实现重大改型的创新设计,才是逆向工程的真正价值和意义所在.     

反求工程在地面气压高度仪中的应用

本文论述了如何应用反求工程、优化设计等现代设计理论和方法，对引进的地面气压高度促进行反求分析、变参数设计、优化设计、误差分析及精度设计。样机已通过设计定型试验。     

Reverse engineering of composite sculptured surfaces

A reverse engineering technique is proposed in this study for modelling composite sculptured surfaces. The proposed technique includes a surface fitting algorithm and a surface blending algorithm. The former is formulated as the least-squares minimisation problem for which an error expression was minimised which yields the optimised position of control points and parameter values for the non-uniform rational B-spline patch. Cubic spline and bicubic surface algorithms are developed for two-patch and four-patch blending, respectively. Computer simulation results clearly demonstrate that the proposed technique is useful for composite surfaces modelling applications. Factors affecting the convergence speed and surface accuracy in the optimisation process are also discussed.     

逆向工程与曲面重构技术

重点分析逆向工程中常用的三种曲面重构方法,即B样条曲面、NURBS曲面及三角Bézier曲面的构造理论及方法,并介绍获得高质量重构曲面所必须的几项关键技术,即曲面点云数据的获取技术、测量数据的分割技术,曲面拟合及光顺技术。