逆向工程.docx
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逆向工程
逆向工程
逆向工程是利用3D数字化测量仪器对已有的样品或模型进行准确、高速地测量，得到其三维轮廓数据，配合反求软件进行曲面重构，并对重构的曲面进行精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进行快速成型或CNC数控加工。
对于逆向工程中先测量样品或模型三维轮廓数据后造型的这一特点，SurfMill的逆向工程提供了点处理和曲线构建两个有针对性的功能，能从测量出的点数据快速的构建曲线曲面。
逆向工程的工具条及菜单如图11-1所示：
菜单项
功能
折线转单点
将输入JDPaint中的折线转为单点。
平行截面选点
用平行剖截面选择点云。
交互截面选点
用交互的方式在点云上选点。
曲线截面选点
用曲线产生截面来选择点云。
多边形选点
用绘制的多边形来选择点云。
点排序
用最短距离对点云进行排序。
点投影
将点投影到垂直于屏幕的平面上去。
拟合曲线
将点云逼近样条曲线、插值样条曲线或拟合折线。
曲面平面交线
求一条线某位置处的法平面与曲面的交线。
曲面截线
用一条线等距产生的垂直于屏幕的平面与曲面求交线。
1.7点投影
将选择的点投影到与屏幕垂直的平面（构件参考面只需画一条线）上去；其中使用参考面时，可以使投影面与参考面平行并过指出的一点，能快速构建与一个平面平行的投影面。
实现方法：
（1）启动“点投影”命令；
（2）选择参与投影的点云；
操作步骤：
1）启动“点投影”命令：
点击“逆向工程（N）”->“点投影（7）”菜单项；
2）选择参与投影的点云：
选择已存在的参与投影的点云；
参数定义：
应用：
用当前设置的投影面进行投影，点击“应用”
后，可继续执行点投影；
关闭：
结束点投影；
选择待投影点云；
是否删除需投影点；
是否使用参考面构建投影面；
是否通过拾取两点构建投影面；
单个拾取点；
窗口拾取点；
图1-9点投影参数设置
示例：
（a）待投影点及投影面（b）投影在投影面上的点
图1-10点投影示例
1.4曲线截面选点
通过现有曲线产生穿透屏幕的截面来选取点云，落在截面上的点，作为被选中的点。
实现方法：
（1）启动“曲线截面选点”命令；
（2）选择参与选点的点云；
（3）选择一条曲线；
（4）设置带宽、是否在截面内、是否贯穿等参数；
操作步骤：
1）启动“曲线截面选点”命令：
点击“逆向工程（N）”->“曲线截面选点（4）”菜单项；
2）选择参与选点的点云：
选择已存在点云；
3）选择一条曲线
选择一条已存在的产生截面的曲线；
4）设置参数
设置带宽、是否在截面内、是否贯穿等参数；
参数定义：
应用：
用当前设置的截面进行选点，点击“应用”后，可继续设置截面；
关闭：
结束选取；
参与选点的点云；
产生截面的曲线；
3D：
截面的法矢方向是空间曲线的切矢方向；
屏幕：
截面的法矢方向是空间曲线在屏幕上投影曲线的切矢方向；
截面内：
点落在截面内，截面大小由下面的“延伸”量确定；
贯穿：
截面为无限大；
个数：
截面的个数，截面沿曲线的参数进行等分；
延伸：
所产生截面向四周延伸的长度；
带宽：
落在截面两边，与截面的距离是“带宽”的点，认为是选中的；
单个拾取点云；
窗口拾取点云；
图1-5曲线截面选点参数定义
示例：
（a）绿色：
3D曲线按参数等分所产生的截面。
（b）蓝色：
用“贯穿”设置所选中的点云。
（c）绿色：
3D曲线在屏幕上投影所产生的曲线进行按参数等分所生成的截面。
（d）蓝色：
用“截面内”设置所选中的点云。
图1-6曲线截面选点示例
1.3交互截面选点
通过两点线产生穿透屏幕的截面来选取点云，落在截面上的点，作为被选中的点。
实现方法：
（1）启动“交互截面选点”命令；
（2）选择参与选点的点云；
（3）设置带宽、是否在截面内、是否贯穿等参数；
（4）选择屏幕上两点；
操作步骤：
1）启动“交互截面选点”命令：
点击“逆向工程（N）”->“交互截面选点（3）”菜单项；
2）选择参与选点的点云：
选择已存在点云；
3）设置参数：
设置带宽、是否在截面内、是否贯穿等参数；
4）选择屏幕上两点：
选择屏幕上两点，所构成的线作为垂直于屏幕的截面；
参数定义：
应用：
用当前设置的截面进行选点，点击“应用”后，可继续设置截面；
关闭：
结束选取；
参与选点的点云；
带宽：
落在截面两边，与截面的距离是“带宽”的点，认为是选中的；
截面内：
截面在视向上穿透屏幕，另两边的大小由两点线决定；
贯穿：
认为截面无穷大；
选择屏幕上两点：
通过屏幕上两点线产生截面。
单个拾取点云；
窗口拾取点云。
图1-3平行截面选点参数定义
示例：
（a）选择屏幕上两点，产生一个垂直于屏幕的截面（b）选中的点
图1-4交互截面选点示例
1.5多边形选点
对不规则点用多边形进行选取。
实现方法：
（1）启动“多边形选点”命令；
（2）单击左键绘制多边形；
操作步骤：
1）启动“多边形选点”命令：
点击“逆向工程（N）”->“多边形选点（5）”菜单项；
2）绘制多边形：
单击左键绘制多边形；
1.2平行截面选点
通过一系列平行的截面截取点云，落在截面上的点，复制一份作为被选中的点。
实现方法：
（1）启动“平行截面选点”命令；
（2）选择参与选点的点云；
（3）设置截面的方向、起始点、是否自动计算间距等参数；
操作步骤：
1）启动“平行截面选点”命令：
点击“逆向工程（N）”->“平行截面选点
（2）”菜单项。
2）选择参与选点的点云：
选择已存在点云。
3）设置参数
设置截面的方向、起始点、是否自动计算间距等参数。
参数定义：
应用：
用当前设置的截面进行选点，点击“应用”后，可继续设置截面；
关闭：
结束选取；
参与选点的点云；
反向：
是否与当前显示方向相反；
x、y、z：
截面的法矢方向；
两点：
两点确定截面的法矢方向，可以是两个空间点，也可是两个屏幕点；
起点：
平行截面的起始点：
选点：
通过单击“选点”选择截面的起始点；
在编辑框内显示起点的x、y、z坐标；
自动计算间距：
勾选：
通过点云的包围盒、截面的起始点、终止点、
个数、间距，自动计算截面位置。
个数：
平行截面的个数。
间距：
两个平行截面之间的距离。
带宽：
落在截面两边，与截面的距离是“带宽”的点，认为是选中的。
单个拾取：
单个拾取点云；
窗口拾取：
窗口拾取点云。
图1-1平行截面选点参数定义
示例：
（a）由“两点”确定截面法矢方向，并自动计算截面间距后的平行截面（b）用平行截面选中的截面点。
图1-2平行截面选点示例
1.6点排序
对选择的点云进行相邻点最短距离排序。
避免由于点在点云内的顺序混乱对构线构面的影响。
实现方法：
（1）启动“点排序”命令；
（2）选择参与排序的点云；
操作步骤：
1）启动“点排序”命令：
点击“逆向工程（N）”->“点排序（6）”菜单项；
2）选择参与排序的点云：
选择已存在的参与排序的点云；
参数定义：
确定：
对选择的点云进行排序并退出；
取消：
取消操作并退出；
参与排序的点云；
单个拾取点云；
窗口拾取点云；
图1-7点排序参数设置
示例：
（a）点云最短距离排序前拟合生成的曲线（b）点云最短距离排序后拟合生成的曲线
图1-8点排序示例
1.1折线转单点
把输入JDPaint中的三维折线转为单点。
实现方法：
（1）启动“折线转单点”命令；
（2）拾取折线。
操作步骤：
1）1） 启动“折线转单点”命令：
点击“逆向工程（N）”->“折线转单点
（1）”菜单项。
2）2） 拾取折线：
拾取所输入折线。
参数定义：
折线转为单点的同时是否删除原始折线。
2.2曲面平面交线
求平面与曲面的交线，其中平面是参考曲线等分点处的法平面。
此功能有利于从整体上分析点云所生成的曲面相对于点云的误差。
实现方法：
（1）启动“曲面平面交线”命令；
（2）选择曲面；
（3）选择曲线；
（4）选择拟合方式；
操作步骤：
1）启动“曲面平面交线”命令：
点击“逆向工程（N）”->“曲面平面交线（9）”菜单项；
2）选择曲面：
选择待求交线的曲面；
3）选择曲线：
选择计算等分点处截面的曲线；
4）设置参数：
设置3D、截面内、个数等参数；
参数定义：
应用：
用当前设置的参数进行求交线，点击“应用”后，可继续求交线；
关闭：
结束求交线；
选择待求交线的曲面；
选择待求法平面的曲线；
3D：
法平面的方向是空间曲线的切矢方向；
屏幕：
法平面的方向是空间曲线在屏幕上投影曲线的切矢方向；
截面内：
交线落在曲线的法平面内，法平面大小由下面的“延伸”量确定；
贯穿：
法平面为无限大；
个数：
法平面个数；
延伸：
法平面延伸的长度；
单个拾取曲面；
窗口拾取曲面；
图2-3曲面平面交线参数定义
示例：
图2-4参考曲线的法平面与待求交线的曲面
2.1拟合曲线
对选择的点云进行逼近样条曲线、插值样条曲线和拟合折线。
实现方法：
（1）启动“拟合曲线”命令；
（2）选择参与拟合的点云；
（3）设置段数、精度、闭合等参数；
（4）选择拟合方式；
操作步骤：
1）启动“拟合曲线”命令：
点击“逆向工程（N）”->“拟合曲线（8）”菜单项；
2）选择参与拟合的点云：
选择已存在的参与拟合的点云；
3）设置参数：
设置段数、精度、闭合等参数；
4）选择拟合方式：
选择逼近样条曲线、插值样条曲线、拟合折线三种拟合方式中的一个；
参数定义：
确定：
对选择的点云进行拟合并退出；
取消：
取消操作并退出；
选择参与拟合的点云；
拟合曲线的段数；
拟合精度；
曲线是否闭合；
曲线是否在端点处切矢连续；
是否对点云进行最短距离排序后再进行拟合；
逼近样条曲线；
插值样条曲线；
拟合折线；
单个拾取点云；
窗口拾取点云；
图2-1曲线拟合参数定义
示例：
（a）逼近样条曲线
（b）插值样条曲线
（c）拟合折线
图2-2曲线拟合示例
2.3曲面截线
求与屏幕垂直的平面与曲面的交线。
其中平面是从一基准直线向外延伸得到的。
此功能有利于分析曲面某一截线处与点云的误差。
实现方法：
（1）启动“曲面截线”命令；
（2）选择待求交线的曲面；
（3）设置个数、间距等参数；
（4）绘制基准面（基准面与屏幕垂直，只需绘制基准线）；
操作步骤：
1）启动“曲面截线”命令：
点击“逆向工程（N）”->“曲面截线（10）”菜单项；
2）选择待求交线的曲面：
选择已存在的待求交线的曲面；
3）设置参数：
设置个数、间距等参数；
4）绘制基准面：
绘制基准面（面与屏幕垂直，只需绘制基准线）；
参数定义：
确定：
对选择的曲面进行求交线并退出；
取消：
取消操作并退出；
选择待求交线的曲面；
由基准线所生成平面的个数；
由基准线所生成平面的间距；
生成平面的基准线；
单个拾取曲面；
窗口拾取曲面；
图2-5曲面截线参数设置
示例：
（a）设置参数（b）基准线（c）生成与曲面的交线
图2-6曲面截线示例
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