文档介绍：逆向工程技术在水泵叶轮测量中的应用
程新平李力张科鞠俭
(新疆科力先进制造技术有限责任公司
新疆工业设计与快速成型生产力促进中心,乌鲁木齐)
摘要:本文通过水泵叶轮扫描测量及三维模型构建这一实例,介绍了逆向工程的概念和基本原理;讨论光学扫描仪在逆向工程中扫描测量的优势;讨论了利用逆向工程软件Imageware对水泵叶轮点云数据处理及UG NX进行曲面创建和三维造型的过程,以及利用逆向工程技术检测数控加工的水泵叶轮加工精度的方法。
关键词:逆向工程光学扫描仪点云 Imageware UG NX
随着市场竞争的日趋激烈,以及计算机、微电子、信息和自动化技术等高新技术的迅速发展,并在制造业中越来越广泛的应用,先后出现了数控加工、柔性制造系统、计算机辅助设计/制造、制造资源规划、精益生产、敏捷制造、可重组技术、逆向工程技术、快速原型制造等多项先进制造技术与制造模式。制造业正经历一场新的技术革命。目前制造技术已发展成为一个蕴涵整个生产过程,跨学科高度复杂的集成技术,逆向工程技术正是其中重要的一项。
1、逆向工程简介
逆向工程(Reverse Engineering)也称反求工程,是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型,从而实现产品设计或制造的过程。与传统的设计制造方法不同,逆向工程是在没有设计图纸或图纸不完整,而有样品的情况下,利用三维扫描测量仪,准确、快速地测量样品表面数据或轮廓外形,加以点数据处理、曲面创建、三维实体模型重构,然后通过CAM系统进行数控编程,C加工机床或快速成型机来制作产品。
逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面,在工业领域的实际应用中,主要包括以下几个内容:
(1)新零件的设计,主要用于产品的改型或仿形设计。
(2)现成零件测量及复制,再现原产品的设计意图及重构三维数字化模型。
(3)损坏或磨损零件的还原,以便修复或重制。
(4)产品的检测,例如检测产品的变形分析、焊接质量等,以及对加工产品与三维数字化模型之间的误差分析。
逆向工程技术为快速制造提供了很好的技术支持,它已经成为消化吸收和二次开发的重要、快捷的途径之一。逆向工程主要包括两方面内容:数字化技术和曲面重构技术。数字化技术是利用三维扫描测量仪采集实物或模型表面数据;曲面重建是根据测量所得到的几何表面的一系列点数据,构造出形体曲线、曲面,最终重构三维模型。
逆向工程作为对已有产品进行数据测量拟合、分析、改进设计和实现新产品开发的一种重要手段,有效地支持了新产品响应市场的速度。可以输出快速原型制作及模具加工的多种数据格式,支持不同用途。
2、水泵叶轮的三维数据测量
、控制技术、图像处理和计算机视觉等相关技术的发展,出现了各种各样的物体表面几何数据获取方法,检测设备的发展为产品三维信息的获取提供了硬件条件。目前,使用较多的有德国、英国、意大利、美国等国家生产的三维扫描仪和三坐标测量机。从测头结构原理来说,可分为接触式和非接触式两种,其中,接触式测量可分为硬测头和软测头,这种测头与被测物体直接接触,获取数据信息,比较常用的是三座标测量机(CMM)。非接触式测量可分为光学法、工业CT、超声波法和磁共振(MRI)等。在逆向工程中,光学测量法应用最为广