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第1章 绪论 1

1.1 概述 1

1.2 逆向工程定义 1

1.3 逆向工程与技术引进 2

1.4 逆向工程的应用 3

1.5 有关技术及研究的简要回顾 4

1.5.1 逆向工程系统组成 4

1.5.2 数字化方法与技术 5

1.5.3 CAD模型重建技术 9

1.5.4 曲面造型技术 10

1.5.5 逆向工程曲面造型方法 12

1.5.6 模型评价问题 17

1.5.7 逆向CAD/CAE/CAM软件 19

1.5.8 逆向工程技术存在的问题 23

1.6 本书结构 24

第2章 逆向工程测量技术 26

2.1 概述 26

2.2 三坐标测量机 26

2.2.1 三坐标测量机的原理 27

2.2.2 三坐标测量机的组成 27

2.2.3 三坐标测量机的类型 29

2.2.4 三坐标测量机主机 30

2.2.5 三坐标测量机控制系统 31

2.2.6 三坐标测量机测头 33

2.2.7 三坐标测量机测头附件 42

2.2.8 三坐标测量机测量软件 43

2.3 路径规划与自动测量技术 46

2.3.1 测量路径的几种生成方法 46

2.3.2 测量路径规划与自动测量技术 47

2.4 三坐标测量机主要生产商及市场状况 53

2.5 三坐标测量机的发展趋势 60

2.6 断层数据测量方法 62

小结 65

第3章 测量数据处理技术 67

3.1 概述 67

3.2 测量数据格式转换 67

3.2.1 CAD/CAM数据转换标准 67

3.2.2 IGES标准 68

3.3 测量数据测头半径补偿方法 71

3.3.1 微平面法 72

3.3.2 三点共圆法 72

3.3.3 拟合补偿方法 73

3.3.4 直接计算法 78

3.3.5 三角网格法 80

3.4 数据预处理 83

3.4.1 异常点(误差点)处理 84

3.4.2 数据插补 85

3.4.3 数据平滑 86

3.4.4 点云处理方法 87

3.5 数据分割技术 95

3.5.1 基于参数二次曲面逼近的数据分割方法 95

3.5.2 散乱数据点自动分割方法 101

3.5.3 CT数据分割方法 105

3.6 多视数据对齐定位(数据统一) 112

3.6.1 对齐问题提出 112

3.6.2 对齐方法研究 113

3.6.3 基于三个基准点的对齐方法 120

3.6.4 多视数据统一 123

3.6.5 多视数据对齐的误差分析 125

小结 127

第4章 模型重建技术 128

4.1 概述 128

4.2 曲线拟合造型 129

4.2.1 曲线拟合(插值与逼近)概念 129

4.2.2 参数曲线、曲面插值与逼近 130

4.2.3 B样条曲线插值与逼近 135

4.2.4 曲线编辑 140

4.2.5 基于曲线的曲面片重建 142

4.3 曲面片直接拟合造型 144

4.3.1 基于有序点的B样条曲面插值 144

4.3.2 B样条曲面逼近 149

4.3.3 对任意测量点的B样条曲面逼近 150

4.3.4 曲面编辑 158

4.4 点数据网格化 161

4.5 模型精度评价 169

4.5.1 误差模型 170

4.5.2 模型精度评价及量化指标 172

4.5.3 控制误差提高精度的策略 176

小结 178

第5章 基于特征约束的模型重建方法 180

5.1 概述 180

5.2 几何特征及约束定义 180

5.2.1 几何特征组成、分类及数学表示 181

5.2.2 特征模型 182

5.2.3 约束定义、分类及数学表示 183

5.3 特征识别及数据分割 184

5.3.1 基于特征的模型数字化方法 184

5.3.2 数据处理 184

5.3.3 表面棱线特征抽取和数据分割 185

5.3.4 曲面特征 187

5.4 基本几何特征的拟合 194

5.5 约束识别及确定 200

5.6 模型重建过程的约束处理 200

5.6.1 约束模型建立 200

5.6.2 约束求解 202

5.7 自由曲面特征识别及重建 203

5.7.1 放样(Loft)曲面重建方法 204

5.7.2 扫掠(Sweep)曲面重建方法 210

5.7.3 旋转(Revolute)曲面重建方法 216

5.8 三维对称平面特征重建方法 222

5.8.1 原理及算法 223

5.8.2 算法讨论 225

5.8.3 基于对称平面的模型重建 227

小结 229

第6章 快速原型和快速模具技术 230

6.1 概述 230

6.2 快速原型制造技术的概念 230

6.3 快速原型制造技术的发展 231

6.4 快速原型制造工艺的种类 233

6.5 快速原型制造技术的发展趋势 234

6.6 快速模具制造技术 239

6.6.1 模具CAD/CAM技术 239

6.6.2 快速模具制造技术 242

6.6.4 远程快速模具制造技术 250

6.6.3 基于逆向工程的模具制造技术 250

小结 254

第7章 集成逆向工程系统 255

7.1 概述 255

7.2 集成逆向工程系统框架 256

7.2.1 集成逆向工程系统的特点 256

7.2.2 集成逆向工程系统框架 257

7.2.3 面向集成的实物数字化技术 258

7.2.4 基于测量数据的NC代码直接生成方法 260

7.2.5 基于测量数据的STL文件直接生成方法 271

7.2.6 面向集成的模型表达与重建 277

7.2.8 面向集成的逆向制造技术 281

7.2.7 模型分析及评价 281

7.3 集成逆向工程系统的实现方法 283

7.4 面向集成的逆向工程数据前处理系统 283

小结 285

第8章 逆向工程与产品创新设计 286

8.1 概述 286

8.2 产品设计与创新设计 287

8.2.1 产品设计理论 287

8.2.2 产品创新设计 289

8.2.3 机械产品创新设计内容、特点及理论体系 291

8.3.1 产品创新设计过程的计算模型 293

8.3 计算辅助产品创新设计方法 293

8.3.2 面向产品创新设计的CAD方法 301

8.4 支持产品创新设计的逆向工程的模型组织、结构及建模方法 308

8.4.1 支持逆向创新设计的产品模型组织、结构 309

8.4.2 支持创新的逆向建模方法 314

小结 316

第9章 商用逆向软件介绍 317

9.1 概述 317

9.2 Imageware软件 317

9.2.1 Surface 318

9.2.2 Verdict 324

9.3.1 ICEM Surf 325

9.3 PTC公司软件 325

9.3.2 SCAN-TOOLS 328

9.3.3 CDRS 331

9.4 DELCAM公司软件 334

9.4.1 CopyCAD 334

9.4.2 PowerINSPECT软件 336

9.5 UG/Quick Shape软件 337

9.6 Surface Reconstruction软件 338

9.6.1 Surface Reconstruction概况 338

9.6.2 Surface Reconstruction技术特征 338

9.7.1 Geomagic Studio软件概况 339

9.7 Geomagic Studio软件 339

9.7.2 Geomagic Studio工作流程 340

9.7.3 Geomagic Studio技术特征 340

9.8 Paraform软件 342

9.8.1 Paraform概况 342

9.8.2 Paraform(V3.0)技术特征 342

9.8.3 Paraform Inspect软件 345

9.8.4 Paraform PolySurf软件 346

9.8.5 Paraform软件模块 347

9.8.6 Paraform Viewer软件 347

9.9.1 SurfaceStudio概况 348

9.9 SurfaceStudio软件 348

9.8.7 Points2Polys软件 348

9.9.2 SurfaceStudio的技术特征 349

9.10 RapidForm软件 352

9.10.1 RapidForm概况 352

9.10.2 RapidForm功能模块 353

9.10.3 RapidForm的特点 354

9.11 GRADE软件 355

9.12 Mimics软件 356

小结 357

参考文献 358