逆向工程測(cè)量技術(shù)分析

■段明霞

（廣東河源517000）

逆向工程測(cè)量技術(shù)分析

■段明霞

（廣東河源517000）

關(guān)于逆向工程，國(guó)外學(xué)者早已對(duì)其進(jìn)行了研究，實(shí)際上逆向工程就是一種全新的技術(shù)，能將實(shí)物轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了科學(xué)技術(shù)的有效應(yīng)用。逆向工程也可稱(chēng)作反向工程或反求工程，伴隨我國(guó)科技水平的日新月異，對(duì)于逆向工程的了解也逐漸清晰。

逆向工程測(cè)量技術(shù)分析

就逆向工程這一概念，我們可以追溯到二戰(zhàn)時(shí)期，二戰(zhàn)期間，由于許多國(guó)家飽受創(chuàng)傷，急于恢復(fù)自身經(jīng)濟(jì)。許多國(guó)家開(kāi)始對(duì)各項(xiàng)先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行研究，隨著研究力度的深入，這些產(chǎn)品逐漸被國(guó)有化及創(chuàng)新化，逆向工程技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。逆向工程與傳統(tǒng)工程不同，尤其表現(xiàn)在設(shè)計(jì)方式上，逆向工程主要是通過(guò)對(duì)產(chǎn)品的解析來(lái)獲取相關(guān)設(shè)計(jì)信息，這項(xiàng)技術(shù)的應(yīng)用在一定程度上縮短了新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)時(shí)間，并得到了全世界廣泛的關(guān)注。通過(guò)本文的研究，加深人們對(duì)逆向工程的了解。

1　逆向工程的實(shí)現(xiàn)步驟

逆向工程作為一種測(cè)量技術(shù)，在我國(guó)許多領(lǐng)域都得到了有效應(yīng)用，該技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中，通常分為四步：

第一步：為了促使產(chǎn)品零件原形實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，可以將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)應(yīng)其中，通過(guò)坐標(biāo)值的提取來(lái)達(dá)到目的。

第二步：通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)的分析，來(lái)提取產(chǎn)品零件原形的幾何特征，

第三步，為幫零件原形塑模，應(yīng)使三維數(shù)據(jù)通過(guò)CAD系統(tǒng)來(lái)實(shí)現(xiàn)。

第四步：應(yīng)采用測(cè)量方法來(lái)對(duì)CAD模型的精度及性能進(jìn)行分析研究，如果發(fā)現(xiàn)其性能未達(dá)到相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，則應(yīng)重復(fù)以上步驟，直到合格為止。具體流程圖如圖1。

2　逆向工程測(cè)量技術(shù)分析

基于逆向工程中，具有多種關(guān)鍵技術(shù)，筆者將對(duì)其進(jìn)行一一闡述與研究。

2.1測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理

不同的測(cè)量方式下，所獲取的測(cè)量數(shù)據(jù)的呈現(xiàn)方式也不一樣。例如：利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，通過(guò)工業(yè)CT掃描機(jī)則能充分獲取二維斷層灰度圖像。據(jù)筆者分析，測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理具有簡(jiǎn)化數(shù)據(jù)、去除噪音的特點(diǎn)。

2.2數(shù)字化測(cè)量

數(shù)字化測(cè)量作為一種關(guān)鍵技術(shù)，同時(shí)也是逆向工程重要基礎(chǔ)，在實(shí)際應(yīng)用中發(fā)揮出一定效果，如：建模、評(píng)價(jià)、改造。如圖：

2.3三維重構(gòu)

經(jīng)筆者研究發(fā)現(xiàn)，不同的測(cè)量數(shù)據(jù)來(lái)源于不同測(cè)量技術(shù)，并且所采用的軟件也各不相同。例如:Imageware Surfacer（美國(guó)EDS公司）；Geomagic Studio（美國(guó)Raindrop公司）；CopyCAD（英國(guó)DELCAM公司）；RapidForm（韓國(guó)INUS公司）；CATIA系統(tǒng)（法國(guó)達(dá)索Dassault公司）。

根據(jù)以上軟件所提供的逆向工程子系統(tǒng)，將獲取的點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入Imageware軟件中，并對(duì)其進(jìn)行處理，實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體模型的生產(chǎn)；其次，再將CT切片圖像，導(dǎo)入專(zhuān)業(yè)矢量化軟件中，通過(guò)處理，形成三維模型。

2.4坐標(biāo)配準(zhǔn)與誤差分析

針對(duì)有實(shí)物模型的CAD數(shù)據(jù)的零部件，可以進(jìn)行對(duì)比分析，并對(duì)重建模型的精度及性能進(jìn)行檢測(cè)，對(duì)誤差源進(jìn)行分析，對(duì)其進(jìn)一步創(chuàng)新改造。

3　逆向工程的應(yīng)用領(lǐng)域分析

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，逆向工程的應(yīng)用范圍也逐漸擴(kuò)大，該技術(shù)通常應(yīng)用在如下領(lǐng)域：

第一：應(yīng)用在缺乏設(shè)計(jì)圖紙、缺乏CAD模型的情況下，通過(guò)逆向工程的應(yīng)用來(lái)實(shí)現(xiàn)零件原形數(shù)字化建模。

第二：應(yīng)用在需要實(shí)測(cè)定型的工件模型中，例如：航天航空方面，由于航空領(lǐng)域通常會(huì)受到空氣動(dòng)力所影響，一旦發(fā)生事故便會(huì)帶來(lái)巨大威脅。鑒于此，將逆向工程技術(shù)應(yīng)用其中，通過(guò)風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)來(lái)完成符合實(shí)際標(biāo)準(zhǔn)的產(chǎn)品模型。

第三：逆向工程還可以應(yīng)用到美學(xué)設(shè)計(jì)方面，尤其在汽車(chē)外型設(shè)計(jì)上，通過(guò)逆向工程的應(yīng)用來(lái)對(duì)汽車(chē)木制模型進(jìn)行構(gòu)建。

第四：逆向工程在藝術(shù)品修復(fù)方面也能發(fā)揮出重要作用，這是由逆向工程具有抽取零件原形設(shè)計(jì)思想，根據(jù)該思想可對(duì)藝術(shù)品事物進(jìn)行推導(dǎo)。

總而言之，逆向工程作為一種先進(jìn)的技術(shù)，在我國(guó)許多領(lǐng)域都能發(fā)揮出良好的效果，隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)逆向工程的研究力度會(huì)越來(lái)越深化，并逐漸顯現(xiàn)出新的發(fā)展生機(jī)。

4　結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本文研究，發(fā)現(xiàn)逆向工程作用于我國(guó)各族領(lǐng)域上，充分發(fā)揮出一定效果，盡管目前我國(guó)對(duì)于逆向工程的研究還不夠多，但隨著我國(guó)工業(yè)進(jìn)程的不斷推進(jìn)，基于逆向工程的應(yīng)用原理及應(yīng)用范圍一定會(huì)呈現(xiàn)出嶄新局面，促進(jìn)我國(guó)工業(yè)領(lǐng)域的全面發(fā)展。

［1］魯紅梅.逆向工程測(cè)量技術(shù)綜述 ［J］.科學(xué)咨詢(xún) （科技·管理），2014，05：45-46.

［2］張寧，吳嘉輝.基于三維數(shù)字化測(cè)量技術(shù)的逆向工程應(yīng)用研究 ［J］.長(zhǎng)春大學(xué)學(xué)報(bào)，2013，12：1555-1560.

P2［文獻(xiàn)碼］ B

1000-405X（2016）-8-239-1