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项目1 了解逆向工程技术 1

1.1 逆向工程技术简介 1

1.2 逆向工程技术的工作流程 2

1.3 逆向工程技术常用软件 3

1.3.1 基于正向的CAD/CAE/CAM系统软件 3

1.3.2 专用的逆向造型软件 5

1.4 逆向工程技术的关键技术 8

1.4.1 数据采集技术 8

1.4.2 曲面重构技术 11

1.5 逆向工程技术的应用领域 14

项目2 基于常规测量方式的零件三维建模 19

2.1 常规测量工具及其使用方法 19

2.1.1 游标卡尺 19

2.1.2 高度游标卡尺 20

2.1.3 千分尺（螺旋测微器） 21

2.1.4 万能角度尺 23

2.1.5 90°宽座角尺 25

2.1.6 半径规（R规） 25

2.1.7 平板 26

2.1.8 量块 27

2.1.9 塞尺 27

2.2 计算机机箱塑料支架的测量 28

2.2.1 计算机机箱塑料支架结构分析 28

2.2.2 测量步骤与方法 29

2.2.3 产品各尺寸测量结果 33

2.3 计算机机箱塑料支架实体造型设计 34

2.3.1 新建支架模型文件 34

2.3.2 外形轮廓特征构建 35

2.3.3 台阶特征构建 36

2.3.4 侧面板特征构建 38

2.3.5 安装孔特征构建 40

2.3.6 两端吊耳特征构建 41

2.4 拓展训练 43

项目3 基于三坐标测量技术的数据采集 44

3.1 三坐标测量机简介 44

3.1.1 三坐标测量机的历史与发展 44

3.1.2 三坐标测量机的测量原理 45

3.1.3 三坐标测量机的组成和结构 46

3.1.4 三坐标测量机在逆向工程中的作用 47

3.2 三坐标测量机基础测量技能实训 48

3.2.1 测量机操作盒 48

3.2.2 测头管理 49

3.2.3 测量坐标系 50

3.2.4 元素的测量和构造 52

3.2.5 元素的相关关系 54

3.2.6 形位公差的设置 54

3.2.7 测量数据的导入和导出 54

3.3 肥皂盒三坐标测量 55

3.3.1 实物分析及测量方案制订 55

3.3.2 测量系统构成 56

3.3.3 新建测量程序 58

3.3.4 定义测头文件 58

3.3.5 构造测量基准并建立工件坐标系 60

3.3.6 分区域测量 62

3.3.7 测量数据导出 63

3.4 肥皂盒逆向造型设计 63

3.4.1 新建肥皂盒模型文件 63

3.4.2 主体曲面特征构建 64

3.4.3 漏水孔特征构建 68

3.4.4 圆柱体特征构建 71

3.4.5 加强筋特征构建 72

3.4.6 肥皂盒创新设计 73

3.5 拓展训练 73

项目4 基于3DSS光栅扫描技术的数据采集 75

4.1 3DSS测量系统简介 75

4.1.1 3DSS测量系统的特点和测量原理 75

4.1.2 3DSS光栅扫描仪的组成和结构 76

4.1.3 3DSS光栅扫描仪在逆向工程中的作用 76

4.2 3DSS光栅扫描仪基本操作 78

4.2.1 扫描策略 78

4.2.2 扫描测量过程相关操作 79

4.2.3 分区域测量 88

4.2.4 测量数据导出 91

4.3 灯罩3DSS光栅扫描仪测量 93

4.3.1 实物分析及测量方案制订 93

4.3.2 扫描测量过程 93

4.3.3 测量数据导出 98

4.4 拓展训练 98

项目5 基于Geomagic的数据拼接处理 99

5.1 数据拼接技术简介 99

5.1.1 多视点云数据对齐的定义 99

5.1.2 常用的多视点云数据对齐方法 100

5.2 Geomagic软件基础 101

5.2.1 Geomagic软件简介 101

5.2.2 Geomagic软件优点 102

5.2.3 Geomagic软件逆向设计常用命令 103

5.3 灯罩光栅扫描仪测量数据拼接处理 104

5.3.1 测量数据导入Geomagic软件 104

5.3.2 灯罩多视点云数据拼接处理 105

5.3.3 灯罩点云数据预处理 108

5.3.4 测量数据导出 109

5.4 基于Geomagic数据拼接的产品质量检测 110

5.4.1 汽车减震器托盘数据采集和数据拼接处理 110

5.4.2 导入测试对象和参考对象 111

5.4.3 色谱误差分析 111

5.4.4 创建注释和形位公差标注 112

5.4.5 2D截面误差分析 113

5.4.6 创建报告 113

5.5 基于Geomagic的复杂曲面快速曲面重构 115

5.5.1 玩具猪数据采集 115

5.5.2 玩具猪数据处理 115

5.5.3 玩具猪数据三角化 117

5.5.4 创建NURBS曲面 120

5.6 拓展训练 123

项目6 基于Imageware的数据预处理 125

6.1 数据预处理技术简介 125

6.1.1 点云数据预处理技术的意义 125

6.1.2 测量数据的剔除和修补 126

6.1.3 点云数据的滤波和精简 127

6.1.4 点云数据分块 128

6.2 Imageware软件基础 129

6.2.1 Imageware软件简介 129

6.2.2 Imageware软件优点 130

6.2.3 Imageware软件逆向设计常用命令 131

6.3 灯罩光栅扫描仪测量数据预处理 133

6.3.1 测量数据导入Imageware软件 133

6.3.2 灯罩点云数据预处理 134

6.3.3 工件坐标系的建立 135

6.3.4 关键特征提取及截面线剖切 142

6.3.5 后处理数据导出 145

6.4 拓展训练 146

项目7 基于UG的产品逆向设计 147

7.1 UG软件基础 147

7.1.1 UG软件简介 147

7.1.2 UG逆向造型的一般方法和技巧 149

7.2 灯罩产品UG逆向造型设计 152

7.2.1 测量数据导入UG软件 152

7.2.2 灯罩大面构建 154

7.2.3 灯罩边界修剪和实体生成 163

7.2.4 细节安装特征构建 168

7.3 拓展训练 172

附录A 2009年全国职业院校技能大赛“产品造型设计及快速成型”项目试题 173

附录B 2010年全国职业院校技能大赛“零部件3D测量与制造”项目试题 185

附录C 2011年全国3D大赛“天远杯”逆向设计竞赛样题 196

附录D 2012年全国职业院校技能大赛“工业产品造型设计与快速成型”项目样题 199

参考文献 205