基于逆向工程的产品设计与数控加工

王永玲

（晋中职业技术学院，晋中030600）

1 逆向工程

逆向工程（Reverse Engineering）是将实物转化为CAD模型的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称[1]。本文基于逆向工程对环形锚钩进行设计，属于“实物逆向工程”范畴，设计过程分为三个阶段：第一是数据采集，使用Win3DD单目三维扫描仪进行测量，获取环形锚钩的数据信息；第二是逆向建模，利用Design X软件重构环形锚钩的3D模型；第三是生产制造，采用数控机床进行加工。

2 数据采集

2.1 点云数据

环形锚钩是穿绳杆的核心零件，提供该零件可以方便、快捷地将缆绳穿过缆桩，使船只固定在岸边。采用Win3DD单目三维扫描仪设备对环形锚钩进行数据采集，属于非接触式测量方式。非接触式测量具有测量速度快以及不用和实物接触就可完成测量等优点[2]。数据采集分两个环节，即标定和扫描。

首先调整扫描仪设备，完成标定。标定环节非常重要，可以避免零件特征发生变形。其次是扫描，由于环形锚钩存在反光现象，扫描过程点云数据提取采取困难，因此在零件外表面喷显像剂，确保特征完整性。另外，锚钩是复杂曲面零件，扫描需要借助转盘完成，在环形锚钩及转盘上合理贴定标志点。完成上述工作后开始扫描工作，将环形锚钩放在转盘上获取一部分点云数据，然后翻转转盘，依据公共标志点，获取锚钩缺失部分点云数据，最后察看锚钩点云数据是否完整，保存asc格式文件。

2.2 点云数据预处理

在数据采集的过程中，不可避免地会引入不合理的噪音点，这部分数据约占数据总量的0.1%～5%，分布情况如图1所示。……