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摘要：介绍应用Pro/E 软件进行逆向工程设计的具体步骤，强调了逆向工程技术与NC加工技术或RP技术相结合能使企业产品开发、研制周期大大缩短，为新产品进入市场创造先机，为企业带来巨大经济效益，深受制造业的重视。
关键词：逆向工程;基本原理;Pro/E三维重构;系统整合
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）12-0237-01
1 逆向工程的基本原理
工业产品的开发均是循着序列严谨的研发流程，即顺向的产品开发程序，由设计师依据产品企划时所定的规划与设计构想，绘制草图及效果图，并且依据效果图制作手工模型，或以建构CAD 几何模型，最后进行NC 或RP（Rapid Prototype）的加工程序。此类开发工程亦通称为顺向工程（Forward Engineering）。
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。其过程如图1所示。
逆向工程实现过程
2.1 三维数据的采集
在逆向工程中，准确、快速、全面地获取实物的三维几何数据，即对物体的三维几何形面进行三维离散数字化处理，是实现逆向工程的基础。数据的采集是指采用某种测量方法和设备测出实物各表面的若干组点的几何坐标，可以有多种方式进行数据采集。在表面数字化技术中，根据测量方式的不同可以将数据采集方法分为接触式和非接触式两大类。传统方法就是以三坐标测量机（CMM）为代表的接触式，也是实际工程中常用的方式，精度相对精确，但易于损伤测头和划伤被测零件的表面。
2.2 数据处理
数据处理是逆向工程的关键一步，结果将直接影响后期模型重构的质量，此过程包括以下几方面的工作：①数据预处理；②数据分块；③数据光顺；④数据优化。
在Pro/E程序中，选用主菜单命令［File］/［New］中新建一个实体零件，然后选择主菜单命令［Application］/［Scan-tools］，指定数据密度模式（低密度模式），建立坐标系，读入数据后即可生成曲线。若原始测量数据存在较大的误差，必须用去除噪声点（Remove Scan Point）的方法去除那些偏差较大的点。也可通过新建扫描曲线（Create Scan Curve）、连接扫描曲线（Join Scan Curve）、分开扫描曲线（Separate Scan Curve）等方法，对曲线进行直接处理，即可获得大致令人满意的曲线。 生成扫描曲线后，即可创建光滑曲线，用给定点数法（Number of Points）等方法对曲线进行调整和光顺处理。
2.3 CAD建模
Pro/E有很多功能强大的模块，比如零件建模模块，工程图模块，数控加工模块等等，这里我们使用零件建模模块进行反求建模。
在零件（Part）模块下创建出3DCADModel。完成3DCADModel创建后，可进一步利用Ｖiew/Advanceｄ→Photorender制作高品质的渲染图。
2.4 数控加工
将创建好的3DCADModel汇入Pro/E的Manufacturing模块，建立新的Pro/NC文件（创建新的Pro/NC制造模型），在New菜单下选择NC组件选项按钮。在菜单管理器中选择制造模型选项、选择装配中的参考模型项、打开建模的模型。选择制造设置，设置各种参数设置，其中包括机床、刀具、夹具、参照、退刀等的设置。接下来就可以进行加工设置了，选择加工中的NC序列，在其中的加工中选择轮廓选项、接着进行序列设置，包括刀具的选择、曲线的选择、参数的设置等，通过轮廓加工方法对凸轮的外轮廓线进行加工。
等确定各加工过程准确无误后就可以进行程序的输出了。在菜单管理器中选择CL数据选项、选择输出→轨迹→文件、选中CL文件和MCD文件选项，则NC加工程序的输出生成完成。至此，经过上述反求建模，NC加工程序生成后，再将Pro/E生成的数控加工代码经过一定的手工设定后，送至电火化线切割机或加工中心加工，即可完成模具零件的反求设计与制造。
3 结论
逆向工程技术，特别是三维模型重建，仍然是一项专业性很强的工作，除需了解产品特点、制造方法和熟练使用CAD软件、逆向造型软件外，另一方面应熟悉上游的测量设备及测量过程，以了解数据结构，以及对后续处理对重建模型的要求。因此，模型重构的质量仍直接受到操作者经验、水平的影响。如何提高软件的智能化程度，减低对设计人员的依赖，是未来发展的方向。
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”
关键词：逆向工程;基本原理;Pro/E三维重构;系统整合
中图分类号：TB
文献标识码：A
文章编号：1672-3198（2011）12-0237-01
1 逆向工程的基本原理
工业产品的开发均是循着序列严谨的研发流程，即顺向的产品开发程序，由设计师依据产品企划时所定的规划与设计构想，绘制草图及效果图，并且依据效果图制作手工模型，或以建构CAD 几何模型，最后进行NC 或RP（Rapid Prototype）的加工程序。此类开发工程亦通称为顺向工程（Forward Engineering）。
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。其过程如图1所示。
逆向工程实现过程
2.1 三维数据的采集
在逆向工程中，准确、快速、全面地获取实物的三维几何数据，即对物体的三维几何形面进行三维离散数字化处理，是实现逆向工程的基础。数据的采集是指采用某种测量方法和设备测出实物各表面的若干组点的几何坐标，可以有多种方式进行数据采集。在表面数字化技术中，根据测量方式的不同可以将数据采集方法分为接触式和非接触式两大类。传统方法就是以三坐标测量机（CMM）为代表的接触式，也是实际工程中常用的方式，精度相对精确，但易于损伤测头和划伤被测零件的表面。
2.2 数据处理
数据处理是逆向工程的关键一步，结果将直接影响后期模型重构的质量，此过程包括以下几方面的工作：①数据预处理；②数据分块；③数据光顺；④数据优化。
在Pro/E程序中，选用主菜单命令［File］/［New］中新建一个实体零件，然后选择主菜单命令［Application］/［Scan-tools］，指定数据密度模式（低密度模式），建立坐标系，读入数据后即可生成曲线。若原始测量数据存在较大的误差，必须用去除噪声点（Remove Scan Point）的方法去除那些偏差较大的点。也可通过新建扫描曲线（Create Scan Curve）、连接扫描曲线（Join Scan Curve）、分开扫描曲线（Separate Scan Curve）等方法，对曲线进行直接处理，即可获得大致令人满意的曲线。 生成扫描曲线后，即可创建光滑曲线，用给定点数法（Number of Points）等方法对曲线进行调整和光顺处理。
2.3 CAD建模
Pro/E有很多功能强大的模块，比如零件建模模块，工程图模块，数控加工模块等等，这里我们使用零件建模模块进行反求建模。
在零件（Part）模块下创建出3DCADModel。完成3DCADModel创建后，可进一步利用Ｖiew/Advanceｄ→Photorender制作高品质的渲染图。
2.4 数控加工
将创建好的3DCADModel汇入Pro/E的Manufacturing模块，建立新的Pro/NC文件（创建新的Pro/NC制造模型），在New菜单下选择NC组件选项按钮。在菜单管理器中选择制造模型选项、选择装配中的参考模型项、打开建模的模型。选择制造设置，设置各种参数设置，其中包括机床、刀具、夹具、参照、退刀等的设置。接下来就可以进行加工设置了，选择加工中的NC序列，在其中的加工中选择轮廓选项、接着进行序列设置，包括刀具的选择、曲线的选择、参数的设置等，通过轮廓加工方法对凸轮的外轮廓线进行加工。
等确定各加工过程准确无误后就可以进行程序的输出了。在菜单管理器中选择CL数据选项、选择输出→轨迹→文件、选中CL文件和MCD文件选项，则NC加工程序的输出生成完成。至此，经过上述反求建模，NC加工程序生成后，再将Pro/E生成的数控加工代码经过一定的手工设定后，送至电火化线切割机或加工中心加工，即可完成模具零件的反求设计与制造。
3 结论
逆向工程技术，特别是三维模型重建，仍然是一项专业性很强的工作，除需了解产品特点、制造方法和熟练使用CAD软件、逆向造型软件外，另一方面应熟悉上游的测量设备及测量过程，以了解数据结构，以及对后续处理对重建模型的要求。因此，模型重构的质量仍直接受到操作者经验、水平的影响。如何提高软件的智能化程度，减低对设计人员的依赖，是未来发展的方向。
注：“本文中所涉及到的图表、公式、注解等请以PDF格式阅读”