逆向工程作业

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第一大题 填空题(本部分总分30分,每空2分) 第二大题 名词解释(本部分总分20分,每题4分) 第三大题 问答题(本部分总分50分,每题10分)

1.什么是逆向工程,什么是实物逆向工程?

答:逆向工程也称反求工程,反向工程,它起源于精密测量的质量检验,是设计下游向设计上游反馈信息的回路。实物逆向工程师将实物转变为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,是将已有产品和实物模型转化为工程设计模型和概念模型,并在此基础上对已有产品进行解剖、创造的过程。 2.照来源不同,逆向工程分为哪三种类别?

答:按照来源的不同,逆向工程可以分为:事物你想、软件逆向和影响逆向。 3.逆向工程的应用领域哪些?

答:①在对产品外形的美学有特别要求的领域;②当设计需要通过实验测试才能定型的工件模型;③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的基础上,形成零件的设计图纸或CAD模型,并为此为依据生成数控加工的NC代码或快速原型加工所需的数据,复制一个相同的零件;④在模具行业,常需要通过反复修改原始设计的模具型面,以得到符合要求的模具;⑤很多物品很难用基本几何来表现预定义;⑥、逆向工程在新产品开发、创新设计上同样具有相当高的应用价值;⑦、逆向工程也广泛用于修复破损的文物、艺术品,或缺乏供应的损坏零件等;⑧、特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据,此时,需要先建立人体的几何模型;⑨、在RPM的应用里,逆向工程的最主要表现为:通过逆向工程,可以方便地对快速原始制造的原型产品进行快速、准确的测量,找出产品设计的不足,进行重新设计,经过反复多次的迭代可使产品完善。 4.逆向工程中物体表面三维数据的获取方法有哪些?

答: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分为两大类: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。其中,光学式包括三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法等;而非光学式则包括CT测量法、MRI测量法、超声波法、层析法等。 5.三坐标测量机的测量原理是什么?

答:将被测物体置于三坐标机的测量空间,可获得被测物体上个测点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经计算可求出被测对象的几何尺寸、形状和位置。 6.三坐标测量机有什么组成?

答:1、主机,包括框架结构、标尺系统、导轨、驱动装置、平衡部件及转台与附件;2、三维侧头,即是三维测量传感器,它可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移瞄准和侧位两项功能;3、电力系统,包括电气控制系统、计算机硬件部分、测量机软件、打印和绘图装置。 7.按自动化程度,三坐标测量机分为哪几类?

答:1数字显示及打印型、2带小型计算机的测量机、3计算机数字控制性 8.按测量范围,三坐标测量机分为哪几类?

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答:小型坐标测量机、中型坐标测量机、大型坐标测量机 9.接触式测头主要应用与哪些场合,有什么优点和缺点?

答:接触式测头主要应用场合:(1)零件所被关注的是尺寸。空间或位置,而并不强调其形状误差;(2)当你确信你所用的加工设备有能力加工出形状足够好的零件,而注意力主要放在尺寸和位置精度时,接触式触发测量是合适的;(3)触发测头体积小,适用于当测量空间狭窄的部件 .

接触式测头的优点和缺點是:(1)适用于空间棱柱式物体及已知表面的测量;(2)通用性强:(3)有多种不同类型的触发测头及附件供采用;(4)采购及运行成本低;(5)应用简单;(6)适用于尺寸测量及在线应用;(7)坚固耐用;(8)体积小易于在窄小空间应用;(9)由于测点时测量机处于匀速直线低速运行状态,测量机的动态性能对测量精度影响较小。 缺点是:测量取点率低

10.扫描测头主要应用与哪些场合,有什么优点和缺点?

答:扫描测头主要应用场合:(1)有形状要求的零件和轮廓的测量:(2)对未知曲面的扫描 扫描测头的优点是:(1)适用于形状和轮廓测量;(2)采点率高;(3)高密度采点保证了良好的重复性,再现性;(4)更高级的数据处理能力 扫描侧头的缺点:(1)比触发测头复杂;(2)对离散点的测量较触发测头慢;(3)高速扫描时由于加速度而引起的动态误差大,不可忽略,必须加以补偿;(4)测尖的磨损必须注意 11.测头的选择原则有哪些?

答:测头选择的原则有:(1)在可以应用接触式测头的情况下,慎选非接触式触头;(2)在只测尺寸、位置要素的情况下,应尽量选用接触式触头;(3)在考虑成本满足要求的情况下。尽量选用接触式触头;(4)对形状及轮廓精度要求较高的情况下,选用非接触式触头;(5)扫描式测头应当可以对离散点进行测量;(6)考虑扫描式测头与触发式测头的互换性;(7)易变形零件、精度不高的零件、要求超大量数据的零件的测量,优先考虑非接触式触头;(8)要考虑软件、附加硬件的配套。 12.简述三坐标测量机的测量过程?

答:三坐标测量机的测量过程如下:1、量前的准备:(1)校准探针;(2)工件找正2、数据测量规划——沿着特征方向走,顺着法向采。(1)规则形状的数据采集规划,(2)自由曲面的数据采集规划

13.在被测对象装配体进行分解时,应遵循哪些原则?

答:在对被测对象装配体进行实物分解时,应遵循哪些原则:1充分考虑被测对象各个零件之间的相互位置关系;2在进行实物分解时,应仔细研究它的装配工艺,再按照其装配工艺的逆方向进行分解。3在有条件的情况下,将分解后的零件摆放在夹具或检具上,特别是一些塑料件和一些易变形的零件,防止其摆放位置的不准确,在自身重力的影响下造成变形。4对一些质地柔软的零件,在测量时,还需将其返回到原位再进行测量。 14.三坐标测量机测量误差的影响因素有哪些?

答:三坐标系测量机测量误差的影响因素有:(1)检测工件的状态及环境;(2)温度条件;(3)振动;(4)温度;(5)供电电源;(6)压缩空气

15.非接触式测量分为哪几类,并对各类方法进行简要比较。

答:非接触式测量可分为:(1)激光三角法;(2)结构光法;(3)工业CT法;(4)核磁共振法;(5)超声波法;(6)层析法等。

16.影响数据测量的误差及精度的主要因素有哪些?

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答:影响数据测量的误差及精度的主要因素有:(1)物体自身的音速;(2)标定的因素;(3)摄像机的分辨率;(4)可测性的问题;(5)参考点的误差;(6)测量探头半径补偿误差

17.在采用三点定位对齐测量方法时,基准点的选择及测量应遵循哪些原则?

答:(1)当误差相同时,三点构成的三角形的面积越大,相对误差越小,即基准点的选择距离越远,测量误差对数据对齐的影响越小:(2)在测量误差呈正态分布的情况下,三条变的误差趋于相同,为使各个点的影响相同,相对误差趋于相同,即基准点的选取应尽量接近等边三角形;(3)基准点的位置应尽量选择在探头易接触和不会变形的地方,位置标记记号应尽可能小,这样可以使每次探头的触点落在相同的位置,减少视觉误差;(4)同一基准点的测量,探头应尽量在同一方向接触,按相同方式补偿;同时,应反复测量几次,取几次测量的平均值;多次测量应尽可能在相同环境中完成,同时检查机的零位,避免温度误差。 18.简述多视数据进行统一的算法步骤?

答:多视数据进行统一的算法步骤如下:步骤一,对每个数据集建立三角网;步骤二,建立切割平面切割多个数据集;步骤三:找到切割平面之间的交点,用相等面片举例和建个建立三角网络;步骤四,对两个相邻面片的重叠区域,基于不同交点的线性插值计算新的数据点,组合没有重叠部分的切片数据。 19.什么是跳点,判断跳点的方法有哪些?

答:跳点---在同一截面的数据扫描中,存在一个点与其相邻的点偏距较大,则该点可视为跳点。 20.点云的平滑处理方法有哪些?

答:(1):简单平均法(2):加权平均法(3):线滑动平均法 21.散乱数据的自动分割方法有哪些?

答:(1):多域构建(2):边界识别(3):网格面片成组法 22.矩形域参数曲面的拟合方法的曲面重构方法有哪些? 答:Coons曲面、Bezier曲面、B样条曲面和NURBS曲面 23.简述曲线逼近法的逼近过程?

答: :⑴指定允许误差;⑵:设定控制点数;⑶:最小二乘法求参数曲线美 ⑷:最大距离(是否)小于允许误差,是下一步,否的回到第三;⑸:完成曲面构建。 24.对数据点进行参数化的方法有哪些?

答:均匀参数化法、积累弦长参数化法、向心参数化法、修正弦长参数化法 25.在用B样条曲线对数据点进行整体逼近时,常用的两种方案有哪些?

答:方案一:⑴由最少的或一个小数目的控制顶点开始;⑵用整体拟合方法将数据点拟合一条逼近曲线;⑶检查逼近曲线对数据点的偏差;⑷如果偏差处处小于给定误差界E,则返回;否则增加控制定点的数目,转到步骤⑵; 方案二:⑴由最大的或一个大数目的控制顶点开始,以致第一次逼近就满足精度误差e;⑵用整体拟合方法将数据拟合一条逼近曲线;⑶检查逼近曲线对数据点的偏差;⑷如果不满足,且步骤⑶未执行,则转到步骤⑴,如步骤⑶已执行,返回上次结果,否则减少控制顶点的数目,转到步骤⑵ 26.基于曲线的曲面曲线重构方法有哪些?

答:旋转曲线、线性拉伸曲线、直纹面、扫描面、网格曲面、边界曲面、填充曲面 27.作为基本曲面的条件有哪些?

答:唯一的局部映射性质、光顺和封闭、基本曲面的参数化

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