逆向工程头盔的制作教学案例
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2、曲面构建完成后，需要再对比确认，若点数据和曲面 的误差超过允许范围，则需要微调曲面，所化时间较多；
3、目前的CAD/CAM/CAE软件仍无法以参数化的方式构 建曲面CAD模型，因此在修改、变动曲面时，相邻的曲面 也需要修改。
第二章 逆向工程系统
1、 逆向工程测量系统 2、数据处理系统 3、模型重建系统 4、产品制造系统
1、新产品设计，主要用于产品的改型或新型设计。 2、在对产品外形的美学有特别要求的领域。 3、在设计需要通过实验测试才能定型的产品模型。 4、已有零件的复制，再现原产品的设计意图。 5、损坏或磨损零件的还原。 6、代替难用基本几何来表达的产品。 7、数字化模型的检测。
1-4 逆向工程的局限性
逆向工程最突出的问题是客观模型与CAD模型之间的造 型误差。 影响误差的原因可分为以下4个主要因素。 1、从测量设备来说，不管是接触式还是非接触式的，测 量设备都会有一定的误差。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
非接触式设备是利用某种与物体表面发生相互作用的 物理现象，如声、光、电磁等，来获取物体表面的三维 坐标信息。其中以应用光学原理发展气流的测量方法应 用最为广泛。
随着“光机电一体化”技术的发展，结合了计算机 、流。
根据测量探头是否和零件表面接触，逆向工程中物体 表面三维数据的获取方法基本上可以分为两大类：即接 触式和非接触式。根据测头的不同，接触式又可分为触 发式和连续式；非接触式按其原理不同，又可分为光学 式和非光学式。
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量： 在接触式测量方法中，三坐标测量机是应用最
为广泛的一种测量设备。测量时可根据实物的特 征和测量的要求选择侧头及其方向，确定测量点 数及其分布，然后确定测量路径。
本课程内容
1、 逆向工程概述 2、 逆向工程系统 3、 Imageware 逆向工程设计 4、 UG 逆向工程设计
课程总学时36学时，其中： 课堂教学18学时， 教学实践：18学时， （实验）2学时， （上机）16学时。
第一章 逆向工程概述
1、 产品的开发、制造流程 2、逆向工程的含义 3、逆向工程的应用 4、逆向工程的局限性
2-1 逆向工程测量系统
一、概述： 数据测量，又称产品表面数字化，是指通过
特定的测量设备和测量方法，将物体的表面形状 转换成离散的几何点坐标数据，在此基础上，就 可以进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。
2-1 逆向工程测量系统
目前用来采集物体表面数据的测量设备和方 法多种多样，其原理也各不相同。
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
1、三坐标测量机的组成
主机机械系统 侧头系统 电气控制系统 数据处理软件系统
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
2、三坐标测量机的原理
将被测物体置于三坐标测量机的工作台上，通过手动或自动对物 体进行逐点检测，将物体测量点的坐标位置经计算机处理成被测物 体的几何尺寸和空间的的相互位置关系。
1-2 逆向工程的含义
设计、操作人员、测量系统
逆向工程流程
样件 初始数据获取
逆向设计
设计人员、 CAD/CAM系统
数字化模型
逆向设计
操作人员、 NC机床
模型物化
逆向设计
成品
逆向设计
1-2 逆向工程的含义
逆向工程流程
1-2 逆向工程的含义
逆向工程流程
1-2 逆向工程的含义
逆向工程流程
1-3 逆向工程的应用
2、CAD曲面重建会有误差。 3、在产品加工中会产生误差，因为加工是从参数模型到 实际模型的又一次近似。
4、从采集点数据到加工成品的过程中有不同的操作者和 设计人员参与，在整个产品的设计制造过程中会产生人员 的主观误差。
1-4 逆向工程的局限性
逆向工程其他的局限性还有：
1、如何从点数据资料进行分割曲面和规划曲面，需要工 程技术人员的判断，无法参数化，或以数值量化；
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
3、三坐标测量机的使用步骤
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
4、三坐标测量机的分类
根据测量机上测头安置的方位 垂直式 水平式 便携式
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
5、接触式三坐标测量机的优缺点 缺点： （1）测量速度较慢。 （2）测量探头容易磨损。 （3）操作不当，会损坏工件表面或测量机。 （4）对一些小尺寸的内部结构测量存在着局限性。 （5）需要做测头补正动作。 （6）测头一定时，由于惯性造成测量误差。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2、三维激光扫描机的工作原理
根据入射光的不同，以三角法为原理的测量方法可分为点光测量 、线光测量和面光测量三种. （1）点光源测量法。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2、三维激光扫描机的工作原理
根据入射光的不同，以三角法为原理的测量方法可分为点光测量 、线光测量和面光测量三种. （2）线光源测量法。
1-1 产品的开发、制造流程
产品设计开发的发展过程： 1、手工设计 2、计算机辅助二维设计 3、计算机辅助三维设计 4、集成辅助设计系统（CAD/CAM/CAE）
1-2 逆向工程的含义
逆向工程与正向工程设计完全相反，逆向工 程技术是根据已经存在的产品或模型，用一定的 测量设备对实物或模型进行测量，获得三维轮廓 点数据，再根据测量得到的数据通过三维几何建 模的方法重新构建实物的CAD模型，反向推出 产品的设计数据的过程。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
1、三维激光扫描机的组成
光源发生器 CCD图像采集系统 扫描测试平台 数据处理系统
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2、三维激光扫描机的工作原理
利用光源与光敏元件之间的位置和角度关系来计算零 件表面点的坐标数据。其基本原理是：利用具有规则几 何形状的激光，投影到被测量表面，形成的漫光反射光 点（光带）的图像，被安置于某一空间位置的图像传感 器吸收，根据光点（光带）在物体上成像的偏移，通过 被测物体基平面、像点、像距等之间的关系，按三角几 何原理即可测量出被测物体的空间坐标。
3、目前的CAD/CAM/CAE软件仍无法以参数化的方式构 建曲面CAD模型，因此在修改、变动曲面时，相邻的曲面 也需要修改。
第二章 逆向工程系统
1、 逆向工程测量系统 2、数据处理系统 3、模型重建系统 4、产品制造系统
1、新产品设计，主要用于产品的改型或新型设计。 2、在对产品外形的美学有特别要求的领域。 3、在设计需要通过实验测试才能定型的产品模型。 4、已有零件的复制，再现原产品的设计意图。 5、损坏或磨损零件的还原。 6、代替难用基本几何来表达的产品。 7、数字化模型的检测。
1-4 逆向工程的局限性
逆向工程最突出的问题是客观模型与CAD模型之间的造 型误差。 影响误差的原因可分为以下4个主要因素。 1、从测量设备来说，不管是接触式还是非接触式的，测 量设备都会有一定的误差。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
非接触式设备是利用某种与物体表面发生相互作用的 物理现象，如声、光、电磁等，来获取物体表面的三维 坐标信息。其中以应用光学原理发展气流的测量方法应 用最为广泛。
随着“光机电一体化”技术的发展，结合了计算机 、流。
根据测量探头是否和零件表面接触，逆向工程中物体 表面三维数据的获取方法基本上可以分为两大类：即接 触式和非接触式。根据测头的不同，接触式又可分为触 发式和连续式；非接触式按其原理不同，又可分为光学 式和非光学式。
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量： 在接触式测量方法中，三坐标测量机是应用最
为广泛的一种测量设备。测量时可根据实物的特 征和测量的要求选择侧头及其方向，确定测量点 数及其分布，然后确定测量路径。
本课程内容
1、 逆向工程概述 2、 逆向工程系统 3、 Imageware 逆向工程设计 4、 UG 逆向工程设计
课程总学时36学时，其中： 课堂教学18学时， 教学实践：18学时， （实验）2学时， （上机）16学时。
第一章 逆向工程概述
1、 产品的开发、制造流程 2、逆向工程的含义 3、逆向工程的应用 4、逆向工程的局限性
2-1 逆向工程测量系统
一、概述： 数据测量，又称产品表面数字化，是指通过
特定的测量设备和测量方法，将物体的表面形状 转换成离散的几何点坐标数据，在此基础上，就 可以进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。
2-1 逆向工程测量系统
目前用来采集物体表面数据的测量设备和方 法多种多样，其原理也各不相同。
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
1、三坐标测量机的组成
主机机械系统 侧头系统 电气控制系统 数据处理软件系统
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
2、三坐标测量机的原理
将被测物体置于三坐标测量机的工作台上，通过手动或自动对物 体进行逐点检测，将物体测量点的坐标位置经计算机处理成被测物 体的几何尺寸和空间的的相互位置关系。
1-2 逆向工程的含义
设计、操作人员、测量系统
逆向工程流程
样件 初始数据获取
逆向设计
设计人员、 CAD/CAM系统
数字化模型
逆向设计
操作人员、 NC机床
模型物化
逆向设计
成品
逆向设计
1-2 逆向工程的含义
逆向工程流程
1-2 逆向工程的含义
逆向工程流程
1-2 逆向工程的含义
逆向工程流程
1-3 逆向工程的应用
2、CAD曲面重建会有误差。 3、在产品加工中会产生误差，因为加工是从参数模型到 实际模型的又一次近似。
4、从采集点数据到加工成品的过程中有不同的操作者和 设计人员参与，在整个产品的设计制造过程中会产生人员 的主观误差。
1-4 逆向工程的局限性
逆向工程其他的局限性还有：
1、如何从点数据资料进行分割曲面和规划曲面，需要工 程技术人员的判断，无法参数化，或以数值量化；
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
3、三坐标测量机的使用步骤
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
4、三坐标测量机的分类
根据测量机上测头安置的方位 垂直式 水平式 便携式
2-1 逆向工程测量系统
二、接触式测量：
5、接触式三坐标测量机的优缺点 缺点： （1）测量速度较慢。 （2）测量探头容易磨损。 （3）操作不当，会损坏工件表面或测量机。 （4）对一些小尺寸的内部结构测量存在着局限性。 （5）需要做测头补正动作。 （6）测头一定时，由于惯性造成测量误差。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2、三维激光扫描机的工作原理
根据入射光的不同，以三角法为原理的测量方法可分为点光测量 、线光测量和面光测量三种. （1）点光源测量法。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2、三维激光扫描机的工作原理
根据入射光的不同，以三角法为原理的测量方法可分为点光测量 、线光测量和面光测量三种. （2）线光源测量法。
1-1 产品的开发、制造流程
产品设计开发的发展过程： 1、手工设计 2、计算机辅助二维设计 3、计算机辅助三维设计 4、集成辅助设计系统（CAD/CAM/CAE）
1-2 逆向工程的含义
逆向工程与正向工程设计完全相反，逆向工 程技术是根据已经存在的产品或模型，用一定的 测量设备对实物或模型进行测量，获得三维轮廓 点数据，再根据测量得到的数据通过三维几何建 模的方法重新构建实物的CAD模型，反向推出 产品的设计数据的过程。
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
1、三维激光扫描机的组成
光源发生器 CCD图像采集系统 扫描测试平台 数据处理系统
2-1 逆向工程测量系统
三、非接触式测量：
2、三维激光扫描机的工作原理
利用光源与光敏元件之间的位置和角度关系来计算零 件表面点的坐标数据。其基本原理是：利用具有规则几 何形状的激光，投影到被测量表面，形成的漫光反射光 点（光带）的图像，被安置于某一空间位置的图像传感 器吸收，根据光点（光带）在物体上成像的偏移，通过 被测物体基平面、像点、像距等之间的关系，按三角几 何原理即可测量出被测物体的空间坐标。