逆向设计流程ppt课件
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汽车逆向设计流程.pptx
• 逆向设计流程。顾名思义与正向设计流程不同，
其过程是依靠已经存存的零件或是产品原型的表面所得到的资料
• 来建立三维CAD模型，而不是通过设计图。逆向设汁流程主要由 三部分组成：产品实物几何外形的数字化、CAD模型重建、产品 或模具制造。逆向工程中的关键技术是数据采集、数据处理和模 型的重建。
样车准备：
内饰件逆向建模、外饰件逆向建模、空调系统附件逆向建模等。 然后对运动件运动干涉校核，以及对相应问题进行修改。
对整车进行总体设计，总体没计方案细化和调整，对运动部件进
行运动学细化校核。检查设计硬点，对整车三维数模进行装配， 包括白车身三维数模装配、开闭件三维数模装配、仪表台三维数 模装配、内饰三维数模装配、外饰件三维数模装配、空调系统附 件三维数模装配，检查装配间隙及干涉情况，完善总布置设计图。 对底盘系统进行计算、细化设计，以及管路设计。车身涂胶图设 计，车身隔热、阻尼垫分布网设计，白车三维焊点图设计，白车 身爆炸图设计，白车身焊接流程图设计，车身附件、空调系统装 置冈设计。
将点云调整到车身坐标系下，对整车点云进行分块，对整车
点云外表面、内饰件表而及外饰件表面进行划分，生成总布置控 制面。
总布置设计第二阶段：
• 对运动部件进行运动学校核和相关部件设计，包括：车轮运动校 核和轮罩设计、踏板总成运动校核、传动轴跳动校核、转向运动 校核、悬架运动校核、转动车身件运动校核等；发动机厢盖、行 李厢盖运动学校核，车门、摇机、天窗运动学校核，雨刮器运动 学校核等。另外还要进行轴荷分配计算与转弯半径凋整校核，最 终确定设计硬点。
• 首先购买设计所需的样车两部，一部用来测绘，另一部用来做比 对。例如对某两厢轿车车型，对样车的车身缝隙、段差、外表面 圆角等部位进行测量，熟悉样车的整车结构，给出样车车身缝隙、 段差、外表面圆角测量分布图。确定出对样车车身分解的方案和 进行点云测量方案。
其过程是依靠已经存存的零件或是产品原型的表面所得到的资料
• 来建立三维CAD模型，而不是通过设计图。逆向设汁流程主要由 三部分组成：产品实物几何外形的数字化、CAD模型重建、产品 或模具制造。逆向工程中的关键技术是数据采集、数据处理和模 型的重建。
样车准备：
内饰件逆向建模、外饰件逆向建模、空调系统附件逆向建模等。 然后对运动件运动干涉校核，以及对相应问题进行修改。
对整车进行总体设计，总体没计方案细化和调整，对运动部件进
行运动学细化校核。检查设计硬点，对整车三维数模进行装配， 包括白车身三维数模装配、开闭件三维数模装配、仪表台三维数 模装配、内饰三维数模装配、外饰件三维数模装配、空调系统附 件三维数模装配，检查装配间隙及干涉情况，完善总布置设计图。 对底盘系统进行计算、细化设计，以及管路设计。车身涂胶图设 计，车身隔热、阻尼垫分布网设计，白车三维焊点图设计，白车 身爆炸图设计，白车身焊接流程图设计，车身附件、空调系统装 置冈设计。
将点云调整到车身坐标系下，对整车点云进行分块，对整车
点云外表面、内饰件表而及外饰件表面进行划分，生成总布置控 制面。
总布置设计第二阶段：
• 对运动部件进行运动学校核和相关部件设计，包括：车轮运动校 核和轮罩设计、踏板总成运动校核、传动轴跳动校核、转向运动 校核、悬架运动校核、转动车身件运动校核等；发动机厢盖、行 李厢盖运动学校核，车门、摇机、天窗运动学校核，雨刮器运动 学校核等。另外还要进行轴荷分配计算与转弯半径凋整校核，最 终确定设计硬点。
• 首先购买设计所需的样车两部，一部用来测绘，另一部用来做比 对。例如对某两厢轿车车型，对样车的车身缝隙、段差、外表面 圆角等部位进行测量，熟悉样车的整车结构，给出样车车身缝隙、 段差、外表面圆角测量分布图。确定出对样车车身分解的方案和 进行点云测量方案。
逆向工程ppt
奔驰SMART逆向工程案例分析
3.模型形成： 通过扫描数据导入设计软件中进行处理，获 得汽车外形构造的三维模型。
4.模型优化： 通过对扫描数据进行修改形成多个新的模型 ，对修改获得的不同模型进行模拟测试，通 过测试得到各模型的风阻数据，通过比较数 据的大小来选出最优的模型。
奔驰SMART逆向工程案例分析
逆向工程的分类
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。
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。
逆向工程
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。
逆向工程的步骤
逆向工程设计实施步骤如下
2、零件原形的数字化
3、提取零件 的几何特征
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
1、设计 前的准备 工作 5、重建CAD模型 的检验与修正
2 1 3
在设备维修中对 个别损坏或磨损 零件的复制
应用 5
设计需要实验才 能定型的工件模 型
在美学设计特别重要的领域 ，通常采用真实比例的木制 或泥塑模型来评估设计的美 学效果，再通过逆向工程进 4 行设计 数字化模型的检测
6
逆向工程的前景
逆向工程做为一种非常高效的产品设计思路和 方法，可以迅速、精确、方便地获得得实物的 三维数据及模型。为产品提供先进的开发、设 计及制造的技术支撑。它改变了传统产品设计 开发模式, 大大缩短了产品开发的时间周期,提 高产品研发的成功率。目前，逆向工程在各个 领域发挥着重要作用，比如汽车外观设计、医 学上的人工器官等。但逆向工程的主要应用部 分还是在模具专业上，它大大促进了我国制造 业的发展。作为一个国家来说，吃透别人的技 术仅仅是第一步，在此基础上结合国情进行再 创造，变成有自主权和竞争力的新产品，才是 反求工程的完整意义和目的。
逆向工程实施流程图-完整版PPT课件
质量检验 数据整理与备份
逆向工程实施流程
曲线建模 曲面建模 规则形体（实体）建模装配 次设计逆向工程实施流程
逆向工程实施流程
实物 柴油机
逆向工程
样件
设计
测量
绘图
柴油机的测绘
设计结果 图纸
随着三维测量及CAD技术的进 步，测量工具已经升级为三坐 标测量设备，而逆向设计工具 也由二维绘图工具升级为三维 造型CAD软件。
逆向工程的实施
逆向工程实施流程
三坐标测量
测量方案规划 测量实施
测量数据处理
逆向建模
方案规划 逆向设计（建模）
逆向工程实施流程
曲线建模 曲面建模 规则形体（实体）建模装配 次设计逆向工程实施流程
逆向工程实施流程
实物 柴油机
逆向工程
样件
设计
测量
绘图
柴油机的测绘
设计结果 图纸
随着三维测量及CAD技术的进 步，测量工具已经升级为三坐 标测量设备，而逆向设计工具 也由二维绘图工具升级为三维 造型CAD软件。
逆向工程的实施
逆向工程实施流程
三坐标测量
测量方案规划 测量实施
测量数据处理
逆向建模
方案规划 逆向设计（建模）
《逆向工程设计方法》课件
艺术品复制的逆向工程设计案例
总结词
艺术价值高、细节要求高
详细描述
在艺术品复制领域，逆向工程设计方法的应用可以帮助艺术家快速准确地复制出原作的 三维模型。通过高精度的测量和数据处理，可以获得原作中微妙的形状和纹理细节，从 而在复制过程中保持艺术品的原汁原味。这不仅有助于艺术品的保护和传承，还可以为
艺术家提供创作灵感和参考。
逆向工程软件工具的选择与使用
01
根据项目需求选择合适的逆向 工程软件工具，需要考虑软件 的功能、精度、易用性、成本 等因素。
02
在使用逆向工程软件工具时， 需要掌握一定的技术知识和操 作技巧，包括点云数据处理、 曲面建模、误差检测等。
03
在进行逆向工程设计时，需要 遵循一定的设计规范和标准， 保证设计结果的准确性和可靠 性。
模型重建精度不高 由于数据采集的限制，逆向工程 设计的模型重建精度往往受到限 制，难以达到高精度要求。
计算量大 逆向工程涉及大量的计算和优化 ，对计算资源和计算效率要求较 高，需要高性能计算机和专业的 软件支持。
逆向工程设计方法的展望
提高数据采集和处理技术
随着传感器技术和数据处理技术的发 展，未来逆向工程设计的数据采集和 处理将更加准确和高效。
总结词
详细描述
几何模型可以是用CAD软件创建的三维模 型，也可以是二维图纸或实物模型。
基于几何模型的方法需要较高的测量和建 模技术，同时也需要了解产品的制造工艺 和材料特性。
基于图像模型的逆向工程设计方法
总结词
基于图像模型的方法是通过分析图像数据来推导和优化设计的方法。
详细描述
这种方法通常用于图像处理、计算机视觉和医学影像等领域。通过分 析图像数据，设计师可以提取特征、识别模式并优化设计方案。
逆向设计流程
2016/4/13
二、 绝对关节臂测量机
二、 绝对关节臂测量机
1、主要功能 对零件进行测量、检查和验证 逆向工程 产品比较/产品分析 快速原型设计：对示例部分或物理模型进行扫描，并转换 为CAD模型，如同三维打印机。 仿形铣：由扫描点云数据直接复制生产产品。 2、应用 钣金件、冲压件、模型配件、模具、结构和装饰五金、复 合材料、机加工件、管件及其组件、车身和底盘、玻璃纤 维结构。 应用领域：汽车及其零部件制造商、汽车内饰、航空航天 零部件制造商、重型设备及其零部件制造商、船舶和造船、 机械制造、家具制造业、土木工程、新能源及其零部件制 造商、轨道交通。
2016/4/13
ห้องสมุดไป่ตู้
演示视频1
演示视频2
一、工业级数控三坐标测量机
2、应用 主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、 机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿 轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量， 还可用于电子、五金、塑胶等行业中，可以对工件的 尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件 检测、外形测量、过程控制等任务。 3、特点 单边活动桥式结构，显著提高运动性能，确保测量精 度及稳定性。 三轴导轨均采用高精密天然花岗岩，具有相同的温度特 性及刚性。 三轴导轨均采用自洁式预载荷高精度空气轴承，运动更 平稳，导轨永不受磨损。 RENISHAW自粘开放式金属光栅尺，更接近花岗岩基 本的热膨胀系数，提高了设备的稳定性。
5.制造没有许可/未授权的副本。
6.学术/学习目的。 7.去除复制保护和伪装的登录权限。 8.文件丢失：采取逆向工程的情况往往是在某一 个特殊设备的文件已经丢失了（或者根本就没 有），同时又找不到工程的负责人。完整的系统 时常需要基于陈旧的系统上进行再设计，这就意 味着想要集成原有的功能进行项目的唯一方法， 便是采用逆向工程的方法，分析已有的碎片进行 再设计。 9.产品分析：用于调查产品的运作方式，部件构 成，估计预算，识别潜在的侵权行为。
二、 绝对关节臂测量机
二、 绝对关节臂测量机
1、主要功能 对零件进行测量、检查和验证 逆向工程 产品比较/产品分析 快速原型设计：对示例部分或物理模型进行扫描，并转换 为CAD模型，如同三维打印机。 仿形铣：由扫描点云数据直接复制生产产品。 2、应用 钣金件、冲压件、模型配件、模具、结构和装饰五金、复 合材料、机加工件、管件及其组件、车身和底盘、玻璃纤 维结构。 应用领域：汽车及其零部件制造商、汽车内饰、航空航天 零部件制造商、重型设备及其零部件制造商、船舶和造船、 机械制造、家具制造业、土木工程、新能源及其零部件制 造商、轨道交通。
2016/4/13
ห้องสมุดไป่ตู้
演示视频1
演示视频2
一、工业级数控三坐标测量机
2、应用 主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、 机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿 轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量， 还可用于电子、五金、塑胶等行业中，可以对工件的 尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件 检测、外形测量、过程控制等任务。 3、特点 单边活动桥式结构，显著提高运动性能，确保测量精 度及稳定性。 三轴导轨均采用高精密天然花岗岩，具有相同的温度特 性及刚性。 三轴导轨均采用自洁式预载荷高精度空气轴承，运动更 平稳，导轨永不受磨损。 RENISHAW自粘开放式金属光栅尺，更接近花岗岩基 本的热膨胀系数，提高了设备的稳定性。
5.制造没有许可/未授权的副本。
6.学术/学习目的。 7.去除复制保护和伪装的登录权限。 8.文件丢失：采取逆向工程的情况往往是在某一 个特殊设备的文件已经丢失了（或者根本就没 有），同时又找不到工程的负责人。完整的系统 时常需要基于陈旧的系统上进行再设计，这就意 味着想要集成原有的功能进行项目的唯一方法， 便是采用逆向工程的方法，分析已有的碎片进行 再设计。 9.产品分析：用于调查产品的运作方式，部件构 成，估计预算，识别潜在的侵权行为。
逆向工程技术及其应用PPT课件
逆向工程实例
这是一个具体的应用实 例，主要步骤如下：
1、根据客户要求制定 相应的数据采集方案。 本案例采用激光扫描仪 一次扫描完成数据采集。
2、对点数据进行去除 杂点、过滤精简等处理。
逆向工程实例
3、根据样件的特点提取 特征线，本案例按照一条 曲线取截面线。
4、对拟合曲线进行误差 分析，确定在允许范围内， 可进行下面的工作，否则 要重新以更多的控制点进 行拟合，直到把误差控制 在允许范围之内。控制点 不宜过多，这样会影响曲 线质量。
光速测距法 结构化光照法 图像分析法
机械手
优点：具有携带方便，测量精度高等特点。
三坐标测量机(CMM)
优点：测量精度较高，价格低廉。 缺点：测量速度慢，对于柔性材料会出现变形而产生测量
误差，在进行半径补偿时也会出现误差。
采用三角几何法的扫描仪
优点：能快速采集物体的表面点数据信息。 缺点：采集精度受目标物体表面质量和扫描仪与目标物
体之间的距离和环境因素等影响。
三维激光扫描仪工作流程
1、 对要扫描的零件做好表面处理,如喷漆或喷砂 处理。
2、规化扫描方法，如果是大的板金件采取平面扫 描方式，如果是回转体可选择旋转扫描方式。尽 量以最少的次数采集最多的数据。
3、将零件固定在工作台上，保证稳定。 4、确定扫描范围，调整激光强度及步进大小。 5、开始扫描数据。 6、保存数据文件，扫描完毕。
Unigraphics NX
Unigraphics(UG),是美国 EDS公司 推出的CAD/CAE/CAM一体化软 件，广泛应用于航空、汽车、机 械、家电等各行各业。
采用结构化光照法的扫描仪
优点：这种扫描仪具有测量速度快、测量范围大、携带方 便等优点 缺点：价格十分昂贵。
逆向设计流程
合材料、机加工件、管件及其组件、车身和底盘、玻璃纤 维结构。 应用领域：汽车及其零部件制造商、汽车内饰、航空航天 零部件制造商、重型设备及其零部件制造商、船舶和造船、 机械制造、家具制造业、土木工程、新能源及其零部件制 造商、轨道交通。
三、三维激光扫描仪
三维激光扫描技术是近年来出现的新技 术，在国内越来越引起研究领域的关注。它 是利用激光测距的原理，通过记录被测物体 表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和 纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维 模型及线、面、体等各种图件数据。由于三 维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对 象的数据点，因此相对于传统的单点测量， 三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化 到面测量的革命性技术突破。
三、三维激光扫描仪
三维激光扫描技术在文物古迹保护、建筑、规划、 土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处 理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军 事分析等领域也有了很多的尝试、应用和探索。
2020/5/9
四、照相式扫描仪
“照相式”扫描仪是针对工业产品涉及领域的新一代扫描仪， 与传统的激光扫描仪和三座标测量系统比较，其测量速度提 高了数十倍。由于有效的控制了整合误差，整体测量精度也 大大提高。
2020/5/9
2020/5/9
四、照相式扫描仪
➢ 其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表 面，借助两个高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹 进行拍照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理， 可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。
➢ 其独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技 术使扫描不需要借助于机床的驱动，扫描范围可达 12M，而扫描大型工件则变得高效、轻松和容易。
2020/5/9
四、照相式扫描仪
三、三维激光扫描仪
三维激光扫描技术是近年来出现的新技 术，在国内越来越引起研究领域的关注。它 是利用激光测距的原理，通过记录被测物体 表面大量的密集的点的三维坐标、反射率和 纹理等信息，可快速复建出被测目标的三维 模型及线、面、体等各种图件数据。由于三 维激光扫描系统可以密集地大量获取目标对 象的数据点，因此相对于传统的单点测量， 三维激光扫描技术也被称为从单点测量进化 到面测量的革命性技术突破。
三、三维激光扫描仪
三维激光扫描技术在文物古迹保护、建筑、规划、 土木工程、工厂改造、室内设计、建筑监测、交通事故处 理、法律证据收集、灾害评估、船舶设计、数字城市、军 事分析等领域也有了很多的尝试、应用和探索。
2020/5/9
四、照相式扫描仪
“照相式”扫描仪是针对工业产品涉及领域的新一代扫描仪， 与传统的激光扫描仪和三座标测量系统比较，其测量速度提 高了数十倍。由于有效的控制了整合误差，整体测量精度也 大大提高。
2020/5/9
2020/5/9
四、照相式扫描仪
➢ 其采用可见光将特定的光栅条纹投影到测量工作表 面，借助两个高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹 进行拍照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理， 可在极短时间内获得复杂工作表面的完整点云。
➢ 其独特的流动式设计和不同视角点云的自动拼合技 术使扫描不需要借助于机床的驱动，扫描范围可达 12M，而扫描大型工件则变得高效、轻松和容易。
2020/5/9
四、照相式扫描仪
逆向工程 ppt课件
• 对三维曲面的测量，探头测量到的点是探头的球心位置，欲求得物体真 实外型需要对探头半径进行补偿，因而可能引入修正误差。
接触式测量
15
优点 • 不必作半径补偿，因为激光光点位置就是工件表面的位置。 • 测量数度非常快，不必像接触式探头那样逐点进出测量。 • 软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量。
22
当测量数据过密，不但会影响曲面的重构速度，而且在重构曲面的曲率 较小处还会影响曲面的光顺性。因此，在进行曲面重构前，需要建立数据的 空间邻域关系和精简数据。
在均匀精简方法中，通过以某一点定义采样立方体，求立方体内其余点 到该点的距离，再根据平均距离和用户指定保留点的百分比进行精简。
保留每个子立方体中距中心点 最近的点。
• “太阳当空照，花儿对我笑，小鸟说早早早……”
✓ 1、问题的提出
✓ 由于零件形状十分复杂，很难准确地在CAD软件上设计出实体 模型
✓ 通过手绘或手工捏塑来设计产品，其原型很难完全在CAD软件 中体现
✓ 在没有图样和参数情况下，用传统方法仿制产品困难也不够 准确
✓ 计算机模型比实体模型缺少“真实感”和可“触摸性” ✓ 市场上的许多三维CAD软件可能对某些产品造型设计而言，并
产品 实物
数字 测量
数据 处理
三维 重构
坐标 配准
误差 分析
设计 数据
CAD 模型
20
✓ 1、原因
✓ 产品外形数据是通过坐标测量机来获取的，一方面，无论是接 触式的数控测量机还是非接触式的激光扫描机，不可避免地会 引入数据误差，尤其是尖锐边和产品边界附近的测量数据，测 量数据中的坏点，可能使该点及其周围的曲面片偏离原曲面。 另外，由于激光扫描的应用，曲面测量会产生海量的数据点， 这样在造型之前应对数据进行精简。
逆向设计流程PPT课件
22
2020/3/21
三维扫描仪工作流程
23
2020/3/21
测量数据展示 24
2020/3/21
逆向工程的软件
Imageware：主要用于曲面造型。将STL模型作为
参考数据进行逆向造型设计。
Geomagic Studio：主要用于点云的前期处理。
噪声去除，平滑，修补，封装成STL模型等。
CopyCAD ：能允许从已存在的零件或实体模型中产
机电工程系 李晓芳
1
2020/3/21
什么是逆向工程
逆向工程（又称逆向技术），是一种产品设计 技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析 及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组 织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制 作出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工 程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目 的是，在不能轻易获得必要的生产信息下，直接 从成品的分析，推导出产品的设计原理。
2020/3/21
逆向工程应用前景
我国制造业进入了一个蓬勃发展的新时期， 这必然对掌握现代制造技术的技术人才形成了 巨大需求，目前国内大部分的高校未涉足“逆 向工程设计”专业，在广东江苏等沿海城市， 出现十万年薪难请“逆向工程”设计师的现状。
26
2020/3/21
光栅三维扫描仪操作步骤
一、软件安装 二、硬件安装 三、主显示分辨率设置与光栅分辨率设置 四、校准 五、扫描
的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，
可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、
体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可
以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相
对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被
17
称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突
2020/3/21
三维扫描仪工作流程
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2020/3/21
测量数据展示 24
2020/3/21
逆向工程的软件
Imageware：主要用于曲面造型。将STL模型作为
参考数据进行逆向造型设计。
Geomagic Studio：主要用于点云的前期处理。
噪声去除，平滑，修补，封装成STL模型等。
CopyCAD ：能允许从已存在的零件或实体模型中产
机电工程系 李晓芳
1
2020/3/21
什么是逆向工程
逆向工程（又称逆向技术），是一种产品设计 技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析 及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组 织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制 作出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工 程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目 的是，在不能轻易获得必要的生产信息下，直接 从成品的分析，推导出产品的设计原理。
2020/3/21
逆向工程应用前景
我国制造业进入了一个蓬勃发展的新时期， 这必然对掌握现代制造技术的技术人才形成了 巨大需求，目前国内大部分的高校未涉足“逆 向工程设计”专业，在广东江苏等沿海城市， 出现十万年薪难请“逆向工程”设计师的现状。
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2020/3/21
光栅三维扫描仪操作步骤
一、软件安装 二、硬件安装 三、主显示分辨率设置与光栅分辨率设置 四、校准 五、扫描
的密集的点的三维坐标、反射率和纹理等信息，
可快速复建出被测目标的三维模型及线、面、
体等各种图件数据。由于三维激光扫描系统可
以密集地大量获取目标对象的数据点，因此相
对于传统的单点测量，三维激光扫描技术也被
17
称为从单点测量进化到面测量的革命性技术突
逆向思维ppt教学课件
2024/1/25
6
02
逆向思维的原理与方法
Hale Waihona Puke BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
2024/1/25
7
原理介绍
2024/1/25
逆向思维的定义
01
从问题的反面或对立面进行思考，打破常规思维模式，寻求创
新解决方案。
逆向思维与正向思维的区别
02
正向思维是按照常规逻辑顺序进行思考，而逆向思维则是从相
26
THANKS
感谢观看
2024/1/25
27
25
生活案例分享与讨论
2024/1/25
案例一
如何在拥挤的城市中找到停车位？逆向思维者可能会考虑 预订停车位、寻找非高峰时段停车或者选择公共交通等方 式。
案例二
如何应对工作压力？逆向思维者可能会从调整工作方式、 寻求支持或者重新审视职业目标等方面入手，找到缓解压 力的方法。
案例三
如何改善人际关系？逆向思维者可能会尝试换位思考、主 动沟通或者寻找共同点等方式，以建立更好的人际关系。
特斯拉电动汽车。在传统汽车制造商 普遍认为电动汽车难以推广的情况下 ，特斯拉公司通过逆向思维，将电动 汽车打造成一个高性能、高品质的豪 华车型，并通过自建充电网络等方式 解决充电难题，从而成功推动了电动 汽车市场的发展。
启示
通过以上案例可以看出，逆向思维在 创新过程中具有重要的作用。为了培 养逆向思维能力，我们可以多读书、 多交流、多实践，不断拓宽自己的视 野和思维方式。同时，企业也应该注 重培养员工的逆向思维能力，鼓励员 工提出新的想法和解决方案，从而推 动企业的创新发展。
5
逆向思维与正向思维的比较
相关主题
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.
逆向工程产生的动机
1.接口设计。由于互操作性，逆向工程被用来找出 系统之间的协作协议。
2.军事或商业机密。窃取敌人或竞争对手的最新研 究或产品原型。
3.改善文档。当原有的文档有不充分处，又当系统 被更新而原设计人员不在时，逆向工程被用来获 取所需数据，以补充说明或了解系统的最新状态。
4.软件升级或更新。出于功能、合规、安全等需求 更改，逆向工程被用来了解现有或遗留软件系统， 以评估更新或移植系统所需的工作。
逆向工程可能会被误认为是对知识产权的严重 侵害，但是在实际应用上，反而可能会保护知识 产权所有者。例如在集成电路领域，如果怀疑某 公司侵犯知识产权，可以用逆向工程技术来寻找 证据。
.
逆向工程是由高速三维激光扫描机对已有的样品 或模型进行准确、高速的扫描，得到其三维轮廓 数据，配合逆向软件进行曲向重构，并对重构的 曲面进行在线精度分析、评价构造效果，最终生 成IGES(初始化图形交换规范)或STL(标准模块库)数 据，据此就能进行快速成型或CNC（计算机数字控 制机床）数控加工。
2020/4/24 .
第三章 逆向工程设计
机电工程系 李晓芳
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什么是逆向工程
逆向工程（又称逆向技术），是一种产品设计 技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析 及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组 织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制 作出功能相近，但又不完全一样的产品。逆向工 程源于商业及军事领域中的硬件分析。其主要目 的是，在不能轻易获得必要的生产信息下，直接 从成品的分析，推导出产品的设计原理。
一、工业级数控三坐标测量机
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2020/4/24 .
一、工业级数控三坐标测量机
1、测量原理 ➢ 三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，
因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并 把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量 机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于 生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很 大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测 物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经 计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。
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逆向工程的设备
随着计算机辅助设计的流行，逆向工程变成了 一种能根据现有的物理部件通过CAD、CAM、 CAE（计算机辅助工程）或其他软件构筑3D虚拟 模型的方法。逆向工程的过程采用了通过丈量实 际物体的尺寸并将其制作成3D模型的方法，真实 的对象可以通过如激光扫描仪，结构光源转换仪 或者X射线断层成像这些3D扫描技术进行尺寸测 量。
雕塑、三维面容识别 5.医学仿生、医学测量与模拟、整形美容及正
畸的模拟与评价 6.三维彩色数字化、数字博物馆、有形文物及
档案的管理、鉴定与复制 7.三维动画影片的制作、3D游戏建模、三维游
戏中三维模型的输入与建立
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逆向工程的作用
逆向工程被广泛地应用到新产品开发和产品改型设计、产品 仿制、质量分析检测等领域，它的作用是： 1、缩短产品的设计、开发周期，加快产品的更新换代速度； 2、降低企业开发新产品的成本与风险； 3、加快产品的造型和系列化的设计； 4、适合单件、小批量的零件制造，特别是模具的制造，可分 为直接制模与间接制模法。直接制模法：基于RP技术的快速 直接制模法是将模具CAD的结果由RP（快速成形技术）系统 直接制造成型。该法既不需用RP（RPM(快速原型制造)： Rapid Prototyping Manufacturing）系统制作样件，也不依赖 传统的模具制造工艺，对金属模具制造而言尤为快捷，是一 种极具开发前景的制模方法；间接制模法：间接制模法是利 用RP技术制造产品零件原型，以原型作为母模、模芯或制模 工具(研磨模)，再与传统的制模工艺相结合，制造出所需模具。
逆向工程能在拥有现有物理部件之上，利用激 光扫描仪、结构光源转换仪或X射线断层成像之 类3D扫描仪技术进行尺寸测量，再通过CAD、 CAM、CAE或其他软件构筑3D虚拟模型的方法。
三维扫描技术分类
三维扫描技术
Байду номын сангаас
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非接触式
接触式
声学式 光学式
磁学式
触发式
扫描式
三角形法 轮廓投影法
成像法
从三维数据的采集方法上 来看，非接触式的方法由于同 时拥有速度和精度的特点，因 而在逆向工程中应用最为广泛。
演示视频1 演示视频2
2020/4/24 .
一、工业级数控三坐标测量机
2、应用 Ø 主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、
机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿 轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量， 还可用于电子、五金、塑胶等行业中，可以对工件的 尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件 检测、外形测量、过程控制等任务。 3、特点 Ø 单边活动桥式结构，显著提高运动性能，确保测量精 度及稳定性。 三轴导轨均采用高精密天然花岗岩，具有相同的温度特 性及刚性。 三轴导轨均采用自洁式预载荷高精度空气轴承，运动更 平稳，导轨永不受磨损。 RENISHAW自粘开放式金属光栅尺，更接近花岗岩基本 的热膨胀系数，提高了设备的稳定性。
样品——数据——产品
逆向建模的一般流程图
模型曲面分析
建立曲面
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确定扫描方案
进行实体建模
建立需要的曲线
进行实体点云 扫描
进行点云数据 处理
逆向工程的工作流程示意图
待测模型
测量前分析
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模型内涵的 设计思想
目标模型
采集数据 模型分析 数据预处理 数据分块 曲面重构 （二次曲面、自由曲面、规则曲面） 数据分块
9.产品分析：用于调查产品的运作方式，部件构 成，估计预算，识别潜在的侵权行为。
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逆向工程应用领域
1.工业产品的检测与测量、产品及模具的逆向 工程(汽车，航空，家电工业)
2.零部件形状变形检测、形状测量、研究测量、 工业在线检测
3.模具设计与检测领域 4.人体数字化、服装CAD、人体建模、人体数字
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5.制造没有许可/未授权的副本。
6.学术/学习目的。
7.去除复制保护和伪装的登录权限。
8.文件丢失：采取逆向工程的情况往往是在某一 个特殊设备的文件已经丢失了（或者根本就没 有），同时又找不到工程的负责人。完整的系统 时常需要基于陈旧的系统上进行再设计，这就意 味着想要集成原有的功能进行项目的唯一方法， 便是采用逆向工程的方法，分析已有的碎片进行 再设计。