《逆向工程及快速成型原理》讲义12版——课程介绍及逆向工程概论共26页文档
逆向工程技术概述
(2)数据的处理方面:针对不同种类的测量数据，开发研究 一种通用的数据处理软件，完善改进目前的数据处理算法;
(3)曲面拟合:能够控制曲面的光顺性和能够进行光滑拼接; (4)集成技术:发展包括测量技术、模型重建技术、基于网 络的协同设计和数字化制造技术等的逆向工程技术。
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逆向工程技术概述
2.逆向工程的设计：
A.传统的正向产品造型设计，一般是对市场进行调研并确定 了大量需求信息后，由设计人员分析、构思产品模型的概 念，草绘出产品零件平面图，进行必要的设计计算与校核， 形成产品稍完整的设计方案后，即着手完成三维简约几何 造型，再根据需要绘制效果图、三视图或试做简易的实物 模型。
（4）RapidForm是韩国INUS公司出品的全球四大 逆向工程软件之一，RapidForm 提供了新一代 运算模式，可实时将点云数据运算出无接缝的 多边形曲面，使它成为三维扫描后处理之最佳 化的接口。 RapidForm主要优势包括：多点云数据管 理介面、多点云处理技术、快速点云转换成多 边形曲面的计算法、彩色点云数据处理及点云 合并功能。
图样
产品。
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逆向工程技术概述
3.逆向工程概念：
1）. 逆向工程（Reverse Engineening,RE）， 也称为反 求工程，反向工程。
广义的逆向工程包括：几何形状逆向、工艺逆向、材 料逆向等是一个复杂的系统工程。
本课程的研究的是几何形状逆向，即重建产品实物的 CAD模型和最终产品的制造方面，又称为“实物逆向工 程”。
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逆向工程技术概述
第3 章 快速成型关键技术—快速逆向(反求)工程
激光线扫描数字化仪
基于三角测量原理的激光扫描数字化仪 首先，由光源系统形成结构光，投射到被测物体表面上， 而与结构光成一定角度的位置传感器（如CCD 摄像机、
PSD等）摄取经物体表面形状调制的变形图像信息，经由信
号转换电路(如图像采集卡等) 把图像模拟信号转化为数字图 像信号输入计算机进行一系列数据处理，解调图像即将位置
平面扫描 旋转扫描 相位扫描 混合扫描
CCD2 CCD1
Laser
图9 单线光刀扫描反求设备
激光线扫描实例
飞行时间法
飞行时间法的原理是基于测量激光或其他光源脉冲光束
的飞行时间进行点位测量。在测量过程中，物体反射脉冲光
束经反射回到接收传感器，通过光纤传输的参考脉冲光束也 被传感器接收，这样会产生时间差，就可以把两脉冲时间差 转换成距离。飞行时间法典型的分辨率在1 mm左右，采用由 二极管激光器发出的亚微秒脉冲和高分辨率设备，可以获得 亚毫米级的分辨率。
图像分析法(数字照相系统 )
这种方法的关键 是多幅图像上同名点 的搜索及自动匹配较 为困难，通常求取同 名点的方法有: ①依据被测物体上的 人工的或固有的特征 点(角点、局部灰度 极值点等)在各个视 角方向的图像中形态 的相似性进行匹配; ②利用窗口或模板求 对应点。
光学测量中的问题
相位法原理
三维光学测量结构图
光栅投射到工件图案
参考文献：曹康，周贤斌，面外云纹法与相位法关系的研究， 航空材料学报，Vol. 15, No. 3, 1995: 50~55
当投影光源将基准栅线投影至被测试件表面时，栅线像发 生变形调制，形成调制栅线图像，光强分布函数可表示为：
《逆向工程及快速成型技术》课程标准
《逆向工程与快速成型技术》课程标准一、基本信息1．课程地位：逆向工程与快速成型技术是“模具设计与制造专业”的一门专业选修课程，通过本课程学习，学生应掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机电产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。
2．课程任务：本课程教学任务是使学生认识逆向工程与正向设计的关系，掌握逆向工程的设计思路；掌握几种快速原型制造工艺，具备面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术的能力。
3．课程衔接：《数控加工工艺与编程》、《UG设计基础》、《CAD制图》、《三维扫描与逆向建模》等课程。
三、课程目标本课程目的是使学生掌握逆向工程的基本概念和技术体系，了解学科发展趋势；掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术；培养学生建立面向机械产品的逆向工程方法论，初步掌握一种支持逆向工程的应用软件工具。
四、课程理念1．课程设计原则：围绕专业知识、能力与素质矩阵，根据本课程教学内容，结合后续课程及工程技术岗位的需要，优化课程教学内容，分解课程知识与能力模块，以实施理论与实践双融合教学为理念，借助课堂精讲（或精品课程平台、工厂实际操作视频），完成课程理论知识的教学，以实验设计和生产问题解决形式（课内训练、课外作业）实现动手能力训练。
通过“教、学、做、评一体化”完成该课程教学。
2．课程内容结构：（1）课程项目学习安排：课内以项目讨论学习为主，过课堂教学和应用实践等多个环节，使学生掌握快速成型与快速制模的理论原理、技术方法和工程应用，为今后从事相关领域的科学技术研究，解决工程实际问题奠定坚实的基础。
通过实验，了解逆向工程中原始数据的采集方法和应注意的问题；掌握三维结构光扫描装置的基本操作和相关知识元；掌握Geomagic软件的基本操作。
了解快速成型的原理及其与传统加工工艺的区别；了解不同快速成型方式的优点、缺陷和应用范围。
逆向工程技术课程教学大纲
《逆向工程技术》课程教学大纲二、课程简介逆向工程技术是机械工程专业的基础选修课。
本课程主要学习逆向工程中的数据采集技术、数据处理与CAD建模技术和快速成型制造技术三大部分。
三、课程目标结合专业培养目标，提出本课程要达到的目标。
这些目标包括：1、知识与技能目标：通过本课程的学习，使学生掌握逆向工程中的数据采集、数据处理与CAD建模技术；理解快速成型制造技术的基本概念和基本原理；了解常用的数据采集设备和快速成型设备；具有较熟练的产品的复制、仿制、改进和创新设计的综合应用能力。
2、过程与方法目标：在传授数据处理的基本概念和基本原理等内容的过程中，使学生的思维和分析方法得到一定的训练，在此基础上进行归纳和总结，逐步形成科学的学习观和方法论。
3、情感、态度与价值观发展目标：通过本课程的学习，培养作为一个机械工程技术人员必须具备的坚持不懈的学习精神，严谨治学的科学态度和积极向上的价值观，为未来的学习、工作和生活奠定良好的基础。
四、与前后课程的联系本课程是机械工程专业的基础选修课。
其内容是以机械原理、机械设计、数控技术、CAD建模等基础课程的为基础，培养学生对产品的复制、仿制、改进和创新设计的综合应用能力,对学好后续课程的打下基础。
五、教材选用与参考书1、选用教材：《逆向工程技术》，成思源编，电子工业出版社，2010，第1版。
2、推荐参考书：《快速成形技术及其应用》，范春华编，电子工业出版社，2009，第1版。
六、课程进度表表1 理论教学进程表注：实验类型：演示/验证性、综合性、设计性。
设计性实验：指给定实验目的要求和实验条件，由学生自行设计实验方案并加以实现的实验。
综合性实验：指实验内容涉及本课程的综合知识或与本课程相关课程知识的实验。
实验要求：必做、选做。
七、教学方法教学方式分课堂教学、课程实验和课外项目三部分。
其中，课堂教学主要采用启发式教学方法进行；课程实验和课外项目分组进行，学生既有分工又有合作，以培养学生的实践能力、团队精神。
逆向工程技术
7.特种服装、头盔的制造以使用者的身体为原始依据。
8.应用于RPM技术。
第二节 逆向工程的测量系 2.1 三维统测量方法的概述
实物样件的三维数字化是通过特定的测量设备和测量方 法获取样件表面立三点的几何坐标数据。只有获取样件的表 面三维信息，才能实现复杂曲面的采集、评价、改进、制造。 因此，如何高效、高精度的获取样件表面的三维数据，一直 是逆向工程研究的内容之一。目前，已出现了多种测量方法 。 根据测量时测头和被测表面之间的位置关系，样件的三维数 据采集方法可分为接触式和非接触式两大类，接触式有基于 力—变形原理的触发式和连续扫描式数据采集和基于磁场、 超声波的数据采集等。非接触式有激光三角测量法、立体视 觉法、激光测距法、光干涉法、结构光学法、图像分析法、 CT法等 。
2.当设计需要通过试验测试才能定型的工件模型时，通常 采用逆向工程的方法。比如航天航空、汽车制造领域，为了满 足产品对空气动力学等的要求，首先要在实体模型、缩小模型 的基础上经过各种性能测试。建立符合产品模型。此类产品通 常由复杂的自由曲面拼接而成的，最终确认的实验模型必须借 助逆向工程，转换为产品的三维CAD模型及其模具。
（1）由逆向工程中重构得到的模型和实物样件的误 差到底有多大。
（2）所建立的模型是否可以接受。 （3）根据模型制造的零件是否与数学模型相吻合。
1.3 逆向工程的应用领 域
1.在产品外形的美学有特别要求的领域，为方便评价其美 学效果，设计师广泛利用油泥、黏土或木头等材料进行快速且 大量的模型制作，将所要表达的意图以实体的方式呈现出来， 而不是采用计算机屏幕上缩小比例的物体投视图的方法。此时 如何根据造型师制作出来的模型，快速建立三维CAD模型，就 必须引入逆向工程技术。
逆向工程、快速成型技术介绍
产品快速数字化设计技术——逆向工程技术（RE）
逆向工程技术应用领域
汽 车 、 摩 托 车 制 造
逆向工程技术应用领域
汽 车 、 摩 托 车 制 造
逆向工程技术应用领域
新 型 汽 车 设 计 概 念 型 产 品 ) (
逆向工程技术应用领域
产 品 的 开 发 与 模 具 生 产 、 工 业 设 计
•装配、加 工、成形工艺 •标准化
•外观质量 •工艺性 •精度与配合
•规程化
反求CAD软件
产品快速数字化设计技术——逆向工程技术（RE） 复合式三坐标测量机 适用于常用工件的逆向数 据采集以及对“分模线” 等细小特征的接触式扫描
复合式三坐标：激光扫描
产品快速数字化设计技术——逆向工程技术（RE） 复合式三坐标测量机 接触式扫描方式：可以 弥补激光扫描方式无法 扫描的“分模线”和“死 角” 的缺陷
点云、曲面数据 误差比较分析
分析结果
点云处理优化 （偏置、过滤、对齐 逆向曲面造型 公差、排序等） 快速原型 逆向CAD模型 数控编程 数字化仿型及模具
逆向工程技术
正向设计和逆向设计比较：
正向设计
产品功能描述
逆向设计
产品/实物/模型
产品概念设计
数据采集 反求CAD建模
CAD模型
抽象→CAD (艰难)
实物→CAD (容易)
产品快速数字化设计技术——逆向工程技术（RE） 技术优势 快速设计： 快速复制：从产品实物快速获取产品CAD模型 改良创新：在原有产品CAD模型上进行改良，实现快速二次开发 作为正向设计的有益补充，贯穿于整个产品的开发过程 提高创新能力的有效途径： 获取优秀产品信息
→
观察、剖析 →
逆向工程概述 ppt课件
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应用实例
点云编辑（对齐）
所要对齐的平面， 一般为XY、XZ、
YZ等平面
拟合平面
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应用实例
点云编辑（对齐）
用最佳拟合 功能，把拟 合平面对齐 到所需要的
平面上
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应用实例
点云编辑（对齐）
对齐之前 对齐之后
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构造曲线
应用实例
由点云截取 轮廓线点云， 并构造成曲
线
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构造曲面
应用实例
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点云数据的处理及曲面构造
2. 点云数据处理的一般流程
➢ 打开扫描点数据或其他曲线 ➢ 用适当的方式显示出来（display） ➢ 点云数据优化处理（删除、过滤） ➢ 点云数据编辑（合并、对齐、网格化） ➢ 将点云分割成易处理的截面 ➢ 从点云截面中构造出新的点云，以便构造曲线 ➢ 用曲线和点云构造出曲面 ➢ 评估曲面品质，修改
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四、应用实例
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数据导入
应用实例
多个数据的合并， 只要多次打开就 可以将数据合并
在一起
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应用实例
数据显示（display）
如果后面多边形 方式选择项是灰 色的，代表点云 没有多边形计算
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应用实例
数据优化处理（删除、过滤）
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应用实例
点云编辑（对齐）
截取所需要的一个平 面，并由点云拟合出 平面，作为对齐的参
4
逆向工程技术介绍
2. 逆向工程技术应用领域
➢ 在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，在对零件原 型进行测量得到零件的设计图纸或CAD模型，并以此为依据利用快速成型复制 出相同的零件。
➢ 当设计需要通过实验验证才能定型的工件模型时，通常采用逆向工程技术。比 如设计飞机机翼，为了满足空气动力学的要求，首先要求在初始设计模型上进 行各种性能试验建立符合要求的产品模型，最终的实验模型将成为制造这类零 件的依据。
逆向工程技术
被集成到逆向软件中
三、数据处理
2．多视对齐
Polyworks的IMAlign模块
三、数据处理
2．多视对齐
粘贴特征点
三、数据处理
3．数据光顺
在汽车、摩托车覆盖件的应用中，对表面的光顺性往往有很高的 要求，通常要求达到A级(Class A)曲面品质。
逆向工程技术
一、逆向工程技术概述
1. 概念
正向工程（或顺向工程） 逆向工程(Reverse Engineering)(也称反求工程、反向工程等)：将实物 转化为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术 的总称。
一、逆向工程技术概述
2. 应用领域
对产品外形有特殊美学要求的领域，为了方便产品的美学评价，需 要由造型设计师用油泥等材料制作真实尺寸模型.
G0连续：位置连续，即曲面间没有缝隙，但可能有锐利边缘，不常用。
G1连续：切线连续，制作简单，成功率高，常用于小家电面的相交处。
G2连续：曲率连续，视觉效果光滑流畅，是A级曲面的最低标准。
G3连续：曲率的变化率连续 G4连续：曲率变化率的变化率连续
反光效果完美，通常用于汽车设计
数据光顺：对点云进行滤波。常用的滤波算法有高斯(Gaussian) 滤波、平均(Averaging)滤波和中值(Median)滤波，在Imageware软件 中即提供了这三种滤波方式
二、数据获取
2. 测量设备
三坐标测量机(CMM)
悬臂式
桥式
便携式
龙门式
二、数据获取
2. 测量设备
非接触式扫描仪 德国：GOM公司的ATOS，Steinbichler公司的COMET 瑞士：FARO公司的激光扫描仪 韩国：SOLUTIONIX公司的REXCAN系列扫描仪 美国：Cyberware公司的人体三维彩色扫描仪，CGI公司的
第1章逆向工程技术概述
1-4 逆向工程的工作流程
RE包括了测量数据扫描、数据处理、 CAD/CAM系统处理和融入产品数据管理系 统的过程，是从实物到数字模型，再到产品 （实物）的演化过程。
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下一节
1-5 逆向工程的系统组成 系统
几何外形数字化
• 产 品 制 造 设 备
CAD模型重构
CAD/CAE/CAM
PDM
•CNC
•CAE
数 据 处 理
测 量 机 与 测 量 探 头
涉及到的主要技术：数据采集技术、数据处理 技术、模型重构技术
正向设计
产品功能描述 产品概念设计 CAD模型
逆向设计
产品/实物/模型 数据采集 反求CAD建模
抽象→CAD (艰难)
实物→CAD (容易)
首 页 下一节
1-2 初识逆向工程技术
⑴ 手绘图
（2）效果图
（3）制作油泥模型
（4）设计师对模型修改
（5）采集点云数据
汽车点云数据
（6）曲面构建
汽车外形反求建模
( )
产 品 开 发 与 模 具 生 产 、 工 业 设 计
通 用 电 器 和 家 电 行 业
医 疗 器 材 、 工 艺 品 、 卡 通 动 画
考古物品复原
特 种 服 装 宇 航 服源自( )人 工 力 学 、 人 体 曲 线 产 品 设 计
应用意义——
逆向工程不是简单地将原有物体还原，它是 在还原的基础上进行二次创新，已广泛应用于 工业领域并取得了重大的经济和社会效益。 逆向工程技术为产品的改进设计提供了方便、 快捷的工具，缩短了产品开发周期，使企业适 应小批量、多品种的生产要求，从而在激烈的 市场竞争中处于有利的地位。 逆向工程技术的应用对我国企业缩短与发达 国家的差距具有特别重要的意义。
逆向工程知识点总结
逆向工程知识点总结一、逆向工程的概念逆向工程是指通过分析已有的产品、设备或技术，以逆向思维和方法，重建、理解其内部结构、工作原理和制造工艺，获取相关的设计思路、技术信息和工程数据。
逆向工程通常包括软件逆向工程和硬件逆向工程两大方面。
软件逆向工程主要指对软件程序的逆向分析、解密和修改，硬件逆向工程则是对硬件产品的逆向拆解、分析和重构。
逆向工程的对象可以是各种形式的产品和技术，比如机械设备、电子产品、软件程序、通讯协议、工艺技术等。
逆向工程可以帮助企业了解市场竞争对手的产品和技术，实现产品技术更新和改进，提高产品质量和性能，降低研发成本和周期，提高市场竞争力。
逆向工程的核心思想是"解构-分析-重构”，即通过对目标产品或技术的解构和分析，理解其内部结构和工作原理，然后进行重构和创新。
逆向工程通常需要借助各种工具和方法，比如逆向工程软件、逆向工程设备、CAD/CAM技术、复制材料技术等。
二、逆向工程的原理1. 解构原理解构是逆向工程的第一步，主要是指将目标产品或技术进行拆解和分解，得到其各个组成部分、结构特征和功能模块。
这也是逆向工程的基础工作，是了解目标产品或技术的内部结构和工作原理的重要手段。
解构通常需要借助相应的工具和设备，比如拆解工具、测量仪器、成像技术等。
2. 分析原理分析是逆向工程的核心，主要是指对目标产品或技术进行深入和全面的分析研究，从结构、材料、工艺、功能等方面进行系统分析和评估。
通过分析可以理解目标产品或技术的内部运作机制、关键特征、设计思路和技术要点，帮助确定其工作原理和性能特征。
分析通常需要借助相关的知识和工具，比如数学、物理、材料学、工程学等知识，以及CAD/CAM技术、工程仿真技术、试验验证方法等。
3. 重构原理重构是逆向工程的最终目的，主要是指基于对目标产品或技术的解构和分析，进行重建、改进和创新，实现对目标产品或技术的再设计和重新制造。
重构可以包括产品改良、技术创新、新产品开发等方面，帮助企业提高产品质量和性能，降低成本和风险，提高市场竞争力。
逆向工程与快速成型技术应用
百度文库- 让每个人平等地提升自我《逆向工程与快速成型技术应用》实验报告苏州市职业大学机电工程学院实验名称三维数据扫描姓名：黄佳伟班级：12模具设计与制造3班日期：小组成员：黄佳伟蒋程飞解翔宇李长江刘凯李臻目录一．实验目的 (3)二．实验要求 (3)三．实验步骤及方法 (3)四．所需的设备、仪器、工具或材料 (3)五．思考题 (10)六．实验小结 (10)一、实验目的1. 掌握一种非接触光学测量设备三维扫描的方法2. 掌握Geomagic Studio 软件点阶段数据处理的方法，熟悉点阶段数据处理主要命令的使用。
二、实验要求完成实物的三维数据扫描及点阶段的数据处理，得到一个完整的多边形数据模型。
三、所需的设备、仪器、工具或材料1. 扫描件（学生自己准备）2. 柯尼卡美能达VIVID910 扫描仪3. Geomagic 逆向设计软件4. 电脑四、实验步骤及结果（一）数据的扫描Step1 扫描件的准备。
该扫描件反光效果较为合理，则不需要喷涂上显像剂；为了以后该数据拼合的方便与准确，应在被扫描件表面上做上点标记。
Step2 启动Konica Minolta VIVID 910三维扫描仪，再启动电脑，打开Geomagic Studio。
点击工具栏上的“插件”按钮出现图 1所示的对话框。
Step3 调整扫描仪与扫描件之间的距离与视角，保证扫描件在显像框的中心位置。
Step4 点击图1所示对话框中的Scan 按钮，开始扫描。
等待数秒后，显像框更新为图 2所示，根据出现的点的色谱，分析数据的质量，扫面图以颜色来表示距离，越红表示扫描仪与物体距离越近，越蓝则越远，图2中可以看出小猪存钱罐的额头距离扫描仪最近，四周部分距离较远。
图1图2物体扫描后的显像框Step5 点击图1所示对话框的“确定”按钮，完成一个视角的扫描。
Step6 将扫描物选择一个角度，重复步骤（4）（5），直至所有实体都被扫描到。
（二）数据的预处理物体扫描后的显像框Step 1 将扫描数据导入Geomagic Studio 软件，删除每片点云数据体外孤点。
课程标准简版-天津机电职业技术学院
《逆向工程与快速成型技术应用》课程标准
一、课程介绍
《逆向工程与快速成型技术应用》是学院计算机辅助设计与制造专业在大学第四学期开设的专业基础课。
本课程总计……学时，其中理论20学时，实践36学时，为考查课。
本课程是专业必修课，主要讲授逆向工程的数据处理、三维CAD模型的构建、快速成型的数据处理、快速成型的典型工艺、主要特点和适用范围等应用知识。
二、学习目标
1.掌握熟练使用逆向技术对于制造业进行设计。
2.了解应用相关知识进行逆向工程前沿生产制造的实现。
3.掌握相关职业素质：学生具备逆向数据采集技术的基本操作技能，能够完成快速成型技术的操作及技术流程规范。
具有团队操作和协作能力。
三、教学环节和学时分配
1.教学环节：课程实行多环节教学，包括：课堂软件操作案例讲授、师生对于知识点应用的讨论、讲练结合、学生上机操作、操作过程性作业、阶段考核和最终项目考核等。
2.学时分配
四、课程考核
《逆向工程与快速成型技术应用》课程主要培养学生的实际操作技能为课程主导，所以考核内容针对能力培养目标进行，具体如下：。
《逆向工程及快速成型原理》讲义12版——快速成形技术
《逆向工程及快速成型原理》讲义12版——快速成形技术快速成形技术（Rapid Prototyping，简称RP）是一种通过逐层堆积材料的方式，快速制造物体的工艺。
它是逆向工程中重要的一环，可以将设计师或者用户的设计想法迅速转化为实体模型或者产品。
快速成形技术在工程设计、产品开发、医疗骨科等领域有着广泛的应用。
快速成形技术的种类有很多，其中应用最广泛的是激光固化成型技术（Stereolithography，简称SLA）、选择性激光烧结成型技术（Selective Laser Sintering，简称SLS）和3D打印技术（3D Printing）。
这三种技术都是通过逐层堆积材料的方式制造模型或者产品。
激光固化成型技术是最早开发的一种快速成形技术，它利用激光束将液态光敏树脂照射成固体。
具体而言，激光束扫描光敏树脂表面，使其由液态转化为固态。
这样一层一层地逐步凝固，最终形成一个完整的模型。
选择性激光烧结成型技术是另一种常用的快速成形技术，它利用激光束将粉末材料烧结成固体。
首先，在工作台上铺一层材料粉末，然后激光束扫描粉末层的截面，将被照射到的粉末烧结成固体。
接下来，工作台下降一定距离，再铺一层粉末，反复进行烧结过程，最终形成一个完整的模型。
3D打印技术与上述两种技术的原理略有不同，它一般采用熔融喷头将熔化的材料一层一层地喷射到工作台然后快速冷却固化成固体。
与激光固化成型技术和选择性激光烧结成型技术相比，3D打印技术可以处理更多的材料类型，如热塑性塑料、金属粉末等。
与传统的手工模型制作相比，快速成形技术具有以下优势。
首先，它可以快速、准确地制造复杂形状的模型或者产品，减少了设计和制造的周期，加快了产品开发的速度。
其次，快速成形技术可以直接根据设计数据制造模型，减少了传统模具制造的过程和成本。
最后，快速成形技术可以提供可视化的实体模型便设计师和用户直观地评估设计效果。
虽然快速成形技术在设计和制造领域有着广泛的应用，但也存在一些挑战和限制。
逆向工程原理及应用
逆向工程原理及应用传统以来，工业产品的开发均是循著序列严谨的研发流程，从功能与规格的预期指标确定开始，构思产品的零组件需求，再由各个元件的设计、制造以及检验零组件组装、检验整机组装、性能测试等程序来完成。
每个元件都保留有原始的设计图，此设计图目前已广用CAD图档来保存。
每个元件的加工也有所谓的工令图表，对复杂形状元件则以CAM软体产生NC加工档案来保存。
每个元件的尺寸合格与否则以品管检验报告来记录。
这些所记录的档案均属公司的智慧财产，一般通称机密(Know - how)。
这种开发模式称为预定模式(Prescriptive model)，此类开发工程亦通称为顺向工程(ForWard Engineering)。
对每一元件来说，其顺向工程的流程。
与之相反的称之为逆向工程，也称反求工程、反向工程等，其思想最初来自从油泥模型到产品实物的设计过程，但直到20世纪90年代，才开始引起各国工业界的高度重视。
随着计算机技术，特别是数字测量技术的迅猛发展，RE技术能实现已有复杂外观造型的样件或实物模型、三维测量数据、三维产品模型、产品的一体化开发全过程，为制造业提供了一个全新的、高效的产品开发方案。
除了在航空航天、汽车工业、模具行业、消费性电子产品、玩具等传统领域得到了广泛的应用外，RE技术也开始在人体工程，服装、数字化博物馆、艺术品仿制与破损修复等领域得到应用。
另外，在医学领域，如骨科颅骨修复、义耳义肢修复、假牙设计等方面都有应用。
20世纪80年代中期发展起来的快速成型（RP）技术，是指在计算机的控制和管理下，有零件CAD模型直接驱动，采用材料精确堆积复杂三维实体的原型或零件的制造技术。
RP技术彻底改变了制造业的生产技术，成为先进的CAD制造技术的重要组成部分，其最大特点在于制造的高柔性，即无需任何专用工具，可由零件的CAD模型，直接驱动设备完成零件或零件原型的成型制造。
RP技术应用几乎包括了制造领域的各个行业，同时在医疗、人体工程、文物保护等行业也获得了广泛的应用。
逆向工程技术资料
逆向工程与正向工程相反，正向工程是根据设计图纸进行产品制造，而逆向工 程则是从实物或图纸出发，反向推导出产品的设计图纸和模型。
逆向工程的应用领域
01
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03
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汽车制造
逆向工程在汽车制造领域中广 泛应用于车身、发动机、底盘
等部件的复制和改进。
航空航天
逆向工程在航空航天领域中用 于复制和改进飞机、卫星、火
模型重建的精度问题
表面细节丢失
在数据采集过程中，物体表面的细节信息可能无法完全获取，导 致模型重建精度下降。
几何形状误差
由于数据采集和处理过程中存在的误差，导致模型重建的几何形 状与实际物体存在偏差。
材料属性模拟
逆向工程中需要模拟物体的材料属性，如硬度、弹性等，这些属 性对模型重建的精度也有影响。
优化设计技术
优化设计技术是逆向工程中用于提高产品性能的 一种设计方法。
优化设计技术的基本思想是通过不断迭代和优化 设计方案，以达到提高产品性能的目的。
优化设计技术的应用范围也非常广泛，包括机械 工程、航空航天、汽车等领域。
03 逆向工程实施流程
数据采集
采集方式
通过扫描仪、三维测量仪 等设备获取物体表面的三 维坐标数据。
人工智能技术可以辅助工程师 进行决策，提高逆向工程的智
能化水平。
THANKS FOR WATCHING
感谢您的观看
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3. 对数据进行处理，去除噪声 、填补缺失数据。
4. 利用CAD软件进行建模，创 建三维模型。
5. 根据需要生成新的模具或零 件，进行数控加工或其他制造
工艺。
应用价值：模具制造逆向工程在 快速原型制作、模具设计、产品 复制等领域具有广泛应用，可以 缩短产品开发周期，降低开发成
逆向工程及快速成型技术 教学大纲
逆向工程及快速成型技术一、课程说明课程编号：080606Z10课程名称：逆向工程及快速成型技术/ Reverse Engineering and Rapid Prototyping Technology课程类别：专业教育学时/学分：24/1.5先修课程：先进制造技术导论、CAD/CAM适用专业：机械设计制造及其自动化教材、教学参考书：1、陈雪芳,孙春华主编逆向工程与快速成型技术应用机械工业出版社2009.92、刘伟军,孙玉文主编逆向工程原理方法及应用机械工业出版社2009.1二、课程设置的目的意义逆向工程与快速成型技术是机械设计制造及其自动化专业的一门专业选修课程。
逆向工程也称反求工程、反向工程，其思想最初来源于从油泥模型到产品实物的设计过程。
快速成型技术是一种将计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造（CAM）、计算机数字控制（CNC）、激光、精密伺服驱动和新材料等先进技术集于一体的高新技术，可以快速地将设计思想物化为具有结构和功能的原型或直接制造零部件。
逆向工程与快速成型技术集成为一个产品快速开发系统，比由新概念设计输入到柔性制造系统输出的正向系统路径短，快捷方便，对市场的响应能力更强，目前已经成为现代制造企业新产品开发的重要支撑技术。
通过本课程的教学，可以让学生掌握先进制造技术的前沿知识，为学生在今后的工作中能应用所学知识，解决具体技术问题，实现逆向工程打下基础。
三、课程的基本要求知识：掌握逆向工程的定义、应用、工作流程及其与产品创新的关系，逆向工程系统的组成及目前存在的技术问题，逆向工程数据测量与处理方法，曲面重构方法和过程，网格化实体模型的重构，模型精度评价及量化指标，快速成型技术的原理与典型工艺，快速成型的数据结构与分层数据处理方法，集成逆向工程系统框架组成及其实现方法等知识，从而形成产品实物外形数字化测量－数据处理—CAD三维模型重构—快速成型制造的基本知识结构。
能力：掌握面向实物样件的数字化、数据处理、模型重建与评价的基本理论与技术，学会一种支持逆向工程的CAD模型重构软件和快速成型软件，提升解决工程实际问题、快速研发新产品的实践能力和创新意识。