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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 Surface318

9.2.2 Verdict324

9.3.1 ICEM Surf325

9.3 PTC公司软件325

9.3.2 SCAN-TOOLS328

9.3.3 CDRS331

9.4 DELCAM公司软件334

9.4.1 CopyCAD334

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