逆向抄数到底是什么？

关于逆向抄数

逆向抄数是指根据已有的产品或者模型进行测量或扫描，然后进行逆向的三维建模过程，一般特指产品的曲面的构建过程。逆向抄数的目的除了获得产品的外观三维数据外，也用于改善产品的外观性能，特别是在对于外观流体性能要求比较高的场合，也需要通过制造模型和样板来不断的测试和修改并得到最终的模型，并使用这个最终模型进行逆向曲面造型得到三维模型。

在计算机技术飞速发展的今天，三维的几何造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具的设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。做一个逆向工程的工作，可能比做一个正向设计更具有挑战性，因为如果想做出一个完美的产品，首先必须尽量理解原有模型的设计思想，在此基础上还可能要修复或克服原有模型上存在的缺陷。从某种意义上看，逆向工程技术也是一个重新设计的过程。

逆向抄数测量

如需要比较精确的表达原始实物，则采用激光、数字成像三坐标测量的方法比较方便。若只需要测量主要型线，则用机械三坐标测量机比较合适。如果原有实物的品质较高，测量数据的精度也较高，则建立的曲面与测量数据应调整到比较小的数值，例如对于比较好的汽车油泥模型，调整后的误差应小于1.5-2mm。




逆向抄数还要考虑所建立模型的下游应用领域，如果只做设计，则可不考虑一些工艺细节，如脱模斜度等。但如果要进行加工和分析，则模型必须完整。如进行模具设计和加工，某些小圆角可以省略，在加工时由刀具自动带出。


逆向抄数流程

根据逆向抄数的基本原理，其在产品外观几何反求方面的应用流程，大致可分为三大类：正向思维，顺序建模；逆向思维，反向求解；逆向反求，正向建模。

目前逆向抄数的解决方案主要有以下三大类：

1、沿袭正向建模思路，从点到线，再从线到面

利用点数据和边界曲线建构曲面是逆向工程特有的曲面建构方法，此法可以快速建构自由曲面。这种方案的一般处理过程如下：首先从数据点云中提取原始物体的截面线、特征线或边界线，然后采用扫成、蒙面、裁剪等一系列常规曲面构造方法，得到主要以NURBS曲面表示的产品CAD模型。从模型的重建过程可以看出，这是一种准逆向工程的思路，自动化程度较低且需要较多的人工干预，但得到的重构模型比较符合原始产品。



2、完全逆向工程的做法

即由点云数据直接反求CAD模型。目前的研究主要以反求曲面模型为主，通常有两种表达方式：一种是用三角Bezier曲面片来逼近模型，首先对点云数据三角化，然后根据三角网格进行C2连续的三角Bezier曲面片插值重建，目前应用较少。另一种是用NURBS曲面表示，通过用户指定重构曲面的次数和范围，自动进行参数分割，有点云数据反求NURBS曲面的控制顶点。这种方法计算耗费大，数据的噪声以及参数分割的好坏对重构后曲面的质量和光顺度有较大的影响。与准逆向工程的解决方法相比，此方法虽然自动化程度较高，但有时会出现反求曲面与期望值有较大偏差的情况。

3、反向提取与正向设计结合

直接由点云数据提取模型的特征参数，并将其表达成为目前CAD/CAM商业软件能够读取的文件格式，通过适当的数据接口导入Pro/E等通过CAD/CAM系统进行正向设计。利用专业CAD软件系统强大的曲面及曲面编辑功能完成建模，实现正向和逆向的集成，这极大地缩短逆向工程技术进程。

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