基于三坐标测量机的产品逆向设计研究与应用.pdf

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1、研究与DOh10．3969／j．issn．1009-9492．2016．02．009基于三坐标测量机的产品逆向设计研究与应用林祖胜，吴新良(厦门理工学院，福建厦门361024)摘要：阐述了逆向工程技术的基本原理及流程，提出运用三坐标测量机进行复杂产品逆向设计。详细介绍了蔡司ConturaG3_二坐标测量机的工作原理、结构组成及数据采集方式，并以摆线齿轮为例，说明其逆向设计的基本操作步骤和实际应用效果。关键词：逆向工程；j坐标测量机；摆线齿轮中图分类号：TP391．72文献标识码：A文章编号：1009—9492(201

2、6)02—0037—04ResearchandApplicationofResearchEngineeringBasedonCoordinateMeasuringMachineLINZu—sheng．WUXin—liang(XiamenUniversityofTechnology，Xiarnen361024，China)Abstract：Thebasicprincipleandprocessofreverseengineeringaredescribed，thenthereversedesignofcomplexpr

3、oductisputforwardbasedoncoordinatemeasuringmachine(CMM)．Theworkingprinciple，structureanddataacquisitionmodesoftheZeissConturaG3CMMareintroduced．Takingthereversedesignofcycloidgearasanexample，thebasicstepsandpracticalapplicationeffectareshowed．Keywords：reverseen

4、gineering；coordinatemeasuringmachine；cycloidgear0引言1产品逆向工程在产品的设计开发与制造过程中，已经广泛逆向工程是指在没有设计图纸或者图纸不完使用各种计算机辅助几何造型技术(CAx)，但是整以及没有CAD模型的情况下，用一定的手段对仍有许多产品，由于种种原因，设计和制造者面实物进行测量，得到其三维轮廓数据，然后根据对的是产品实物。为了适应先进制造技术的发测量数据采用三维几何建模方法重构实物CAD模展，需要一定技术和手段将实物样件转化为CAD型的过程，并对重构的曲面进行

5、在线精度分析、模型，然后对其进行消化和改进设计，即产品的评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此逆向工程(ReverseEngineering，简称RE)，已发进行快速成型或CNC数控加工，其基本工作流展成为CAx系统中的一个相对独立的范畴，可以程如图1所示，主要应用在以下几个方面。极大地缩短产品的开发周期和费用。当今，三坐标测量机已广泛应用于机械制实物原型造、电子、汽车和航空航天等工业生产中，既可以完成零部件的的尺寸和形位误差测量，及时反夏映产品的加工质量信息，同时在产品的逆向工程逆向产品雎蕊光滑领域也充分

6、体现了其测量对象的复杂性，是产品快速成型}—sTL文件逆向设计的重要手段和有效工具口。】。图l逆向工程流程图福建省教育厅科技项目(编号：JBI3158)收稿日期：2015—10—09————37与开发(1)与快速原型制造结合，实现新产品的仿和数据处理系统等部分组成：制、开发或改型设计。(1)主机结构：包括花岗石台面、支撑框(2)还原损坏或磨损零件。当零件损坏或磨架、三轴导轨、z轴平衡装置、减震垫等；损时，采用逆向工程直接重构CAD模型，对损坏(2)测头系统：包括探头、吸盘、测针、读的零件表面进行还原和修补。数头、光栅

7、尺等；(3)数字化模型检测。对加工后的零件，利(3)控制系统：控制系统分为硬件控制系统用逆向工程扫描构造出CAD模型，将该模型与原和电气驱动系统，其中硬件控制系统为C99控制始设计模型进行数据比较，可以检测制造误差，柜，其具备计算机辅助误差修正功能，可对CMM提高检测精度。和传感器做实时的动态修正，确保得到精确的结(4)其他应用。除了制造业以外，在医学甚果，电气驱动系统包括驱动马达、气浮轴承、气至生物学等领域逆向工程也有其应用价值，如义源过滤器、调压阀及驱动钢带等；齿修复、生物体表曲面模型重构等。(4)数据处理系统：

8、即CALYPSO测量软件，产品数据采集即表面数字化是逆向工程的关利用该软件可以把CAD数据转变成测量程序，从键第一步，必须通过一定的测量设备和方法获取而获得准确无误的测量方案。实体表面高质量的三维坐标数据点，才能生成准该型号测量机具有许多优良特性：首先铝制确的几何模型。目前三坐标测量法是逆向工程中部件上的CARAT涂层能确保其在各种温度条件下获