一 、引言

    逆向工程通常执行模型的仿制、开发工作。基于原型或实物的逆向工程因其快捷的开发方式，极大地缩短了产品的开发周期，因而在设计和制造领域有着广泛的技术需求。特别是对于没有原始几何信息的零件，逆向工程是完成零件精确几何造型的唯一手段，因而在模具设计和制造中成为技术热点。同时由于逆向工程能够提供原始产品的主要外形特征，进而对其几何外形进行改进，实现产品的快速改形，能够满足系列化、多样化的要求。传统的复制方法是用立体雕刻机或靠模铣床，制作出1：1等比例的模具，再进行批量生产。这种复制方式无法建立工件尺寸的图形文件，也无法做任何外形修改，因此已为数字化的逆向工程系统所取代。目前所称的逆向工程是针对现有工件，利用3D数字化测量仪器准确、快速测量工件的表面点数据或轮廓线条，并加以创建曲面、分模、加工，制作所需模具；或由CAD系统生成的STL模型文件传至快速成型机（RAPID PROTOTYPING MACHINE），将样品模型制作出来，直至达到满意效果。在许多逆向工程应用实例中，并不是要完全仿制原有的产品，而只是要掌握原有的设计理念，经过调整来建立一个类似的设计模型，因此逆向工程所涵盖的意义不只是重制（RE-MANUFACTURING），也包括了再设计（RE-DESIGN），其过程如图1所示。 

 
图 1 逆向工程流程图

    本文以CimatronCAD/CAM软件在汽车排气管逆向工程中的应用为例介绍逆向工程具体实施步骤。

    二 、分析原型

    如图2所示的汽车排气管，外形复杂，曲面变化较大且不规则，要对其进行数据采集，在三坐标测量机上方法很多，但是数据的采集方案要符合造型的思路，否则很难实现零件的精确再现。

    根据排气管的几何形状，可以看出尽管排气管表面完全是无规则的空间曲面，但整个几何形状却是由排气管轮廓曲线及可变截面轮廓线来控制的。这样就可以通过变截面扫描物体的方法来创建排气管的曲面模型。这样做的优点是采集的数据少，造型时，几何模型表面光滑，有利于滤掉测量过程中产生的随机扰动和原始零件固有的缺陷。当然也可以对排气管表面分层进行截面轮廓测量，但是这种方法数据采集工作量大，所需的曲线处理的工作量也很大，而且通过这些曲线所创建的曲面上会存在明显的凸凹不平的光滑波纹，效果很不理想，本次测量采用第一种方法。
 

图 2 数字产品模型

    对图2所示模型分两次装卡进行测量，图3-a 为第一次装卡所测数据点，图3- b、3-c为第二次装卡所测数据点。在保证坐标原点相同条件下测得轮廓及表面特征数据点,如图3所示。