产品创新离不开技术积累,利用逆向工程技术消化、吸收国外先进技术已成为新产品开发的有效途径。本书以逆向工程技术为主线,较为详实地介绍了产品逆向建模过程中实物样件表面数字化技术、点云数据的预处理技术、特征曲线的重构与编辑技术、特征曲面的重构与编辑技术。同时对产品三维建模软件及特征提取软件,即逆向软件进行了比较分析。在书中还对产品建模过程中所涉及的一些常用术语及曲线、曲面数学原理进行了详细介绍,在产品逆向建模的基础之上,引入了产品创新概念。创新性设计需要创新性思维,创新性思维需要创新性方法,本书从创新设计的必要性出发,论述了创新性思维的内涵及培养。
本书在编写过程中坚持“理论够用、注重实践”的工程特色,数学理论讲解与软件实现相配合,使读者对深奥的数学问题更加容易理解。本书结构清晰、操作性强,可作为高等院校机械、电子、工业设计等专业的教材,也可作为研究生、CAD技术人员和教师的参考书。

第1章 概论
1.1 正向工程概述
1.2 逆向工程概述
1.3 逆向建模关键技术
1.3.1 数据获取
1.3.2 曲面重构
1.3.3 CAD模型重建
1.3.4 逆向工程中的特征应用
1.4 产品建模CAD平台选择
1.4.1 CAD软件选择要点
1.4.2 主要CAD软件
1.5 产品特征与逆向软件平台
1.5.1 Imageware软件
1.5.2 Geomagic Studi0软件
1.5.3 RapidForm软件
1.6 逆向工程与新产品开发
1.6.1 逆向工程的应用
1.6.2 逆向工程与新产品开发
本章小结
习题
第2章 产品建模数学理论基础
2.1 曲线数学基础
2.1.1 样条有关的概念
2.1.2 曲线的生成原理
2.1.3 曲线数学知识
2.2 曲面数学基础
2.2.1 曲面的生成原理
2.2.2 曲面数学知识
2.3 曲面工程基础
2.3.1 工程曲面的分类
2.3.2 工程曲面的要求
2.3.3 常用工程CAD术语
2.4 曲面应用领域
2.4.1 工业设计
2.4.2 逆向工程
2.4.3 模具工程
本章小结
习题
第3章 逆向建模点云数据获取
3.1 接触式测量法
3.1.1 三坐标测量机的组成
3.1.2 三坐标测量机分类
3.1.3 三坐标测量机软件分类
3.1.4 三坐标测量机测量过程
3.2 非接触式测量法
3.2.1 光学三维测量技术
3.2.2 光学三维测量设备
3.3 断层数据测量方法
3.3.1 CT测量法
3.3.2 MRJ测量法
3.3.3 超声波测量法
3.3.4 层析扫描法
3.4 三维数据测量方法的选择
3.5 数据测量的误差分析
3.6 三维测量技术的应用
本章小结
习题
第4章 逆向建模测量数据处理技术
4.1 测量数据前期修补技术
4.1.1 噪声识别与去除
4.1.2 数据压缩/精简
4.1.3 数据补全
4.1.4 数据平滑
4.2 测量数据的多视配准技术
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第5章 逆向建模曲线构建技术
第6章 逆向建模曲线构建与造型技术
参考文献

第2章 产品建模数学理论基础
2.1 曲线数学基础
样条曲线和曲面是逆向建模技术的核心,通常被称为自由曲线或自由曲面,工程上通常称为复杂曲线或复杂曲面。自由曲线或曲面的概念中包含大量不熟悉的变量和术语,对于初学者来说,要弄清楚这些内容就要花费相当多的时间。因此本节主要介绍自由曲线和曲面的术语。
对于简单的几何体来说,一个参数只能对该几何体产生**的影响,例如长方体的长度参数只影响几何形体的长度,并且长方体的长度只由长度参数确定。然而,自由曲线或曲面在这方面就与简单几何体不同,其形状由所有变量或者一组变量确定,并且改变不同的变量可能产生相同的形状,例如,对于8样条曲线或曲面来说,它的形状由一组控制点形成的控制多边形或多面体来共同决定。因此样条曲线或曲面的定义中包含多个参数,这些参数相互作用*终决定了几何体的形状。
2.1.1 样条有关的概念
首先来了解一下“样条”一词的来源,在飞机和轮船的制造工厂中,传统上采用模线样板法表示和传递自由曲线和曲面的形状。模线员和绘图员用均匀的带弹性的木条、有机玻璃条或者金属条通过一系列点来绘制所需的曲线(模线),依此作成样板来作为生产与检验的依据,这些木条(有机玻璃条或者金属条)就被称为“样条”,如图2.1所示。现在虽然用计算机进行自由曲线和曲面的设计,但是“样条”这个词依然被沿用下来表示自由曲线和曲面。曲线和曲面如果不能用解析表达式表示,那么就用样条曲线和曲面表示。
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