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逆向工程的数据处理及常用软件

数据处理是逆向工程的一个重要的技术环节，它决定了CAD模型重建过程是否能够方便、准确地进行。使用测量设备测取的三维几何坐标数据都是一些离散点的点云数据，其中存在着噪声点，所以还需要相应的软件来处理点云数据。点云数据的处理包括噪声去除、多视对齐、数据精简、数据光顺、数据分割等诸多方面。目前比较常用的逆向工程软件有：
(1)Geomagic。
(2)Imageware。
(3)CopyCAD。
(4)RapidForm。

逆向工程设计实施步骤如下:

(1)设计前的准备工作。设计之前应确定设计的整体思路，对实物模型进行系统的分析，划分出模型的特征区，确定模型的基本构成形状的曲面类型，这些关系到相关软件的选择和软件模块的确定。

(2)零件原形的数字化。根据测量对象的特点确定扫描方法以及扫描设备，利用（3D）三维扫描测量设备来获取零件实物表面点的三维坐标值。

(3)提取零件的几何特征。按测量数据的几何属性对其进行分割，分割方法一般可分为两类，一类是基于边界分割法，一类是基于区域分割法。区域分割法将相似几何特征的点划为同一区域，具有明确的几何意义，是较为常用的分割方法。

(4)零件CAD模型的重建。将分割后的三维数据在CAD系统中分别做表面模型的拟合，并通过表面片的拼接获取零件实物表面的CAD模型。

(5)重建CAD模型的检验与修正。由于测量得到的数据点往往存在一些数字误差，所以需要对曲面或曲线进行光顺处理，提高曲面质量。另外还要检验重建的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标的要求，对不满足要求的应进行适当的调整修改，直至达到零件的设计要求脚形扫描仪。

扫描过程中，每扫描完一次需要将零件转过一定的角度再扫描，直到将所有的面都被扫到为止。特别要注意的是零件扫描的面要与上一次扫描的面具有一定的重合部分，并且重合的部分要有一些特征点(如尖角、边角等)，否则在后期点云处理时这两次扫描的数据点云没办法拼接。如果实在找不到特征点，扫描前需要手工制作标记，待点云数据拼接完后，删除标记处的数据，再在逆向工程软件中使用补洞的功能将这一部分补起来。全部扫描结束后，使用Geomagic软件将数据文件导入进行后处理，生成CAD模型。使用Geomagic软件可以输出igs、stl、stp、dxf、obj等多种格式的文件，可被在CAD／CAM领域广泛应用的软件，如UG、PRO／E、Cimatron、CATIA、SOLIDWORK等导入