基于逆向工程的复杂工艺品设计及快速成型*

夏会芳，汤 剑，张琳琅，苏秀芝

(武汉华夏理工学院 智能制造学院，湖北 武汉 430223)

0 引言

逆向工程(Reverse Engineering)也称反求工程或逆向设计，是将已有产品模型(实物模型)转化为工程设计模型和概念模型，并在此基础上解剖、深化和再创造的一系列分析方法和应用技术的组合[1]。

逆向工程的过程大致如下：首先由数据采集设备获取样件表面数据，其次导入专门的数据处理软件或带有数据处理的三维CAD软件进行前处理，然后进行曲面和三维实体重构，在计算机上复现实物样件，并在此基础上进行修改和创新设计，最后对再设计的对象进行实物制造。其中从数据采集到CAD模型的建立是反求工程中的关键技术[2]。

本文以兵马俑人俑工艺品为研究对象，利用逆向工程技术对人俑模型进行逆向建模。

1 人俑三维数据采集

1.1 扫描前处理

本次扫描选用日本柯尼卡美能达三维扫描仪RANGE7对人俑模型进行数据采集。柯尼卡美能达三维扫描仪属于非接触式光学扫描仪，物体表面明暗程度会影响扫描数据的质量，另外要获得物体表面完整的数据，需多方位扫描[3]。所以扫描前处理主要是表面处理、贴标记点。兵马俑表面比较暗，所以喷上白色显像剂(如图1所示)，并贴好标记点。

1.2 对焦、扫描

将兵马俑模型放入黑色托盘中，对好焦，开始扫描，扫描的三维图像显示在预览窗口中，扫描的数据以默认的文件名加入右边的点云列表中，如图2所示。

1.3 变化角度再次扫描

将转盘旋转一个角度再次扫描，直至完成所有的数据扫描，如图3所示。……