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反求工程技术的发展现状

反求工程技术的发展现状只有少量特殊曲面的空间箱体类工件的测量。测量机工作处于迅速直线低速运动状态,测量机的动态性能对测量精度的影响较小,但它有一定的局限性,如不能测量到细节之处、不能测易碎和易变形的零件、测量速度慢、测头半径需要补偿及数据量较小等。在非接触式技术中较成熟且应用最广泛的是光学测量法。其中,基于三角形法的激光扫描和基于相位光栅投影的结构光法被认为是目前最成熟的三维形状测量方法。激光三角形法以激光作为光源,根据光学三角形测量原理,将光源(可分为光点、单光条、多条等)投射到被测物体表面,并采用光电敏感元件在另一位置接收激光的反射能量,根据光点或光条在物体上成像的偏移,通过被测物体基平面、像点、像距等之间的关系计算物体的深度信息。这种方法测量如果采用线光源,可以达到很高的测量速度,此方法已经成熟。其缺点是对被测表面的粗糙度、漫反射率和倾角过于敏感,限制了测头的使用范围。基于投影光栅的结构光投影测量法被认为是目前三维形状测量中最好的方法,它的原理是将具有一定模式的光源,如栅状光条投射到物体表面,然后用两个镜头获取不同角度的图像,通过图像处理的方法得到整幅图像上像素的三维坐标。此法的主要优点是对实物的测量范围大、速度快、成本低。缺点是精度低,在陡峭处会发生相位突变,影响精度,适于测量表面起伏不大的较平坦物体。目前,分区测量技术的进步使光栅投影范围不断增大,结构光法测量设备成为现在逆向测量系统领域中使用最广泛且最成熟的系统。非光学测量方法由于其成本较高、应用上有局限性,目前在逆向工程的数据获取中很少使用。主要测量方法的比较见表1。总的来说,在实测时,需要根据测量对象的特点及设计工作的要求选择合适的扫描方法及设备。如果只测量尺寸和位置要素,宜采用接触开关式测量;若对产品的轮廓及尺寸有较高的精度要求,宜采用触扫描式测量;在对易变形、精度要求不高、测量数据多的产品进行测量时,可采用非接触式测量方法。逆向工程技术的研究现状及发展趋势2017-05-1612:23|#2楼一、引言逆向工程也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的二次设计。从广义讲，逆向工程可分以下三类：（1）实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分折，从而再创造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件或组件。（2）软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向有三类：既有实物，又有全套技术软件；只有实物而无技术软件；没有实物，仅有全套或部分技术软件。（3）影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料去构思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。目前，国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向，即重建产品实物的cad，称为“实物逆向工程”。逆向工程示意图如下：逆向工程示意图二、逆向工程数据测量技术数据测量是通过特定的测量设备和测量方法获取产品表面离散点的几何坐标数据，将产品的几何形状数字化。其测量原理是：将被测产品放置于三坐标测量机的测量空间内，可以获得被测产品上各个测量点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其它几何量数据。高效、高精度地获取产品的数字化信息是实现逆向工程的基础和关键。现有的数据采集方法主要分为两大类：（1）接触式数据采集方法接触式数据采集方法包括使用基于力的击发原理的触发式数据采集和连续式扫描数据采集、磁场法、超声波法。接触式数据采集通常使用三坐标测量机，测量时可根据实物的特征和测量的要求选择测头及其方向，确定测量点数及其分布，然后确定测量的路径，有时还要进行碰撞的检查。触发式数据采集方法采用触发探头，触发探头又称为开关测头，当测头的探针接触到产品的表面时，由于探针受理变形触发采样开关，通过数据采集系统记下探针的当前坐标值，逐点移动探针就可以获得产品的表面轮廓的坐标数据。常用的接触式触发探头主要包括：机械式触发探头、应变片式触发探头、压电陶瓷触发探头。采用触发式测头的优点在于：适用于空间箱体类工件及已知产品表面的测量；触发式探头的通用性较强，适用于尺寸测量和在线应用；体积小，易于在狭小的空间内应用；由于测量数据点时测量机处于匀速直线低速状态，测量机的动态性能对测量精度的影响较小。但由于测头的限制，不能测量到被测零件的一些细节之处，不能测量一些易碎、易变形的零件。另外接触式测量的测头与零件表面接触，测量速度慢，测量后还要进行测