設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)一體化循環(huán)系統(tǒng)介紹：
當(dāng)前在汽車、航空等工業(yè)領(lǐng)域中，主流的CAD設(shè)計(jì)軟件還很難滿足復(fù)雜外形設(shè)計(jì)的要求，仍然需要根據(jù)由油泥、粘土、木頭或纖維玻璃等制成的手工模型來實(shí)現(xiàn),但這種模型需要用數(shù)控機(jī)床來加工，就需要有數(shù)字模型來編制加工程序，而用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行掃描測(cè)量，就可得到該數(shù)字模型。首先，將手工模型放置在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)中定位夾緊,然后進(jìn)行測(cè)量以形成模型的點(diǎn)云數(shù)據(jù)集，最后通過文件的通用格式（igs,step等）將由這些幾何特征形成的點(diǎn)云數(shù)據(jù)集導(dǎo)入CAD/CAM軟件中(如MasterCAM,Pro/E,UG等), 利用這些點(diǎn)云來形成曲線、曲面或者實(shí)體。在實(shí)體建模過程中,我們一定要結(jié)合原始模型的特征來編輯由點(diǎn)云形成的空間曲線特征，控制轉(zhuǎn)折點(diǎn)的合理位置。曲線可以是精確點(diǎn)點(diǎn)連接、也可以擬合形成，或介于兩者之間。根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建曲線，可以改變控制點(diǎn)的數(shù)目來調(diào)整曲線。控制點(diǎn)增多則形狀吻合度好，控制點(diǎn)減少則曲線較為光順?？梢酝ㄟ^曲線的曲率來判斷曲線的光順性，也可以檢查曲線與掃描點(diǎn)的吻合性,還可以改變曲線與其它曲線的連續(xù)性(連接、相切、曲率連續(xù))。同時(shí)也可以進(jìn)行模型的設(shè)計(jì)修改等?？傊? 曲線編輯和實(shí)體建模設(shè)計(jì)修改過程是一個(gè)技術(shù)性和經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的階段,需要有專業(yè)技術(shù)人員來完成。接下來是利用設(shè)計(jì)數(shù)模進(jìn)行刀具路徑設(shè)置形成數(shù)控機(jī)床可識(shí)別G、M代碼,并將其輸入數(shù)控機(jī)床來加工產(chǎn)品。加工完成后再次利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來測(cè)量加工出來的產(chǎn)品，并與原始設(shè)計(jì)數(shù)模比較得出加工誤差，如果符合模型的要求，則批量生產(chǎn)。反之，再修改加工工藝或者進(jìn)行返修加工。
汽車輪轂反逆工程實(shí)例
現(xiàn)就利用西安力德測(cè)量設(shè)備有限公司生產(chǎn)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量軟件功能和CAD/CAM軟件MasterCAM進(jìn)行汽車輪轂?zāi)嫦蚬こ踢M(jìn)行闡述：
測(cè)量設(shè)備：FLY1086 CNC3000 (西安力德測(cè)量設(shè)備有限公司制造)
特征分析：汽車輪轂屬于回轉(zhuǎn)體零件，重要表面是外輪廓與輪胎配合表面，要求是光滑平整，滿足汽車的高速行駛，中心孔位置度等。
測(cè)量方案：分兩次安裝測(cè)量，將坐標(biāo)系定義在中心孔中心。測(cè)量回轉(zhuǎn)體母線利用CAD/CAM軟件將母線旋轉(zhuǎn)可以形成回轉(zhuǎn)體，然后將其他測(cè)量元素進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、拉伸或者切除，陣列特征編輯來形成輪轂實(shí)體。
利用軟件：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量軟件 MasterCAM
測(cè)量軟件說明：西安力德測(cè)量設(shè)備有限公司生產(chǎn)的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量軟件可實(shí)現(xiàn)虛擬測(cè)量、脫機(jī)編程、連續(xù)掃描測(cè)量、形位公差評(píng)定、CAD輸出等功能。尤其是連續(xù)掃描測(cè)量及CAD輸出功能使逆向工程成為可能。
Master CAM說明：可實(shí)現(xiàn)CAD/CAM功能, 在輸入點(diǎn)云數(shù)據(jù)圖時(shí)會(huì)提示是否將其合并，如果合并可將同一坐標(biāo)系下生成的若干數(shù)據(jù)文件合并生成一個(gè)文件, 便于編輯點(diǎn)云和曲線、曲面或者實(shí)體等。
具體操作步驟：
圖1 操作流程示意圖
如圖1所示：先將輪轂?zāi)Ｐ头旁谌鴺?biāo)測(cè)量機(jī)中，進(jìn)行掃描測(cè)量得到點(diǎn)云數(shù)據(jù)，再傳給CAD軟件進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。圖2即是導(dǎo)入到MasterCAM中的數(shù)據(jù)點(diǎn)云形成的特征曲線。經(jīng)過旋轉(zhuǎn)、拉伸、切除和陣列編輯設(shè)計(jì)修正后，如圖3所示為在MasterCAM中形成輪轂數(shù)模實(shí)體。
圖2 數(shù)據(jù)點(diǎn)云圖
圖3 輪轂數(shù)模實(shí)體
然后通過通用格式就可以把設(shè)計(jì)數(shù)模輸給三坐標(biāo)機(jī)進(jìn)行脫機(jī)編程等操作形成零件測(cè)量程序。也可直接進(jìn)行數(shù)控編程形成G、M代碼，輸入數(shù)控機(jī)床進(jìn)行加工。最后將加工好的輪轂零件再用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量檢驗(yàn)方可知道加工出來的零件是否符合原始輪轂?zāi)Ｐ偷囊蟆Ｈ绻?即可批量生產(chǎn)。反之，再進(jìn)行返修加工或者修改加工工藝。這樣就實(shí)現(xiàn)了設(shè)計(jì)、加工、檢測(cè)一體化的無縫鏈接循環(huán)系統(tǒng)，并且在這個(gè)系統(tǒng)中的檢測(cè)都是以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為標(biāo)準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)的，而且都是電腦直接進(jìn)行數(shù)據(jù)的輸入、輸出，避免了人為圖紙傳遞過程中帶來的誤差。同時(shí)也提高了設(shè)計(jì)研發(fā)的效率，縮短了設(shè)計(jì)、加工、檢驗(yàn)的時(shí)間，使優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品能夠更快、更好的投放市場(chǎng)。 [Page]
結(jié)束語(yǔ)
逆向工程是一項(xiàng)能夠促進(jìn)工業(yè)快速發(fā)展的新技術(shù)，是提高和改進(jìn)傳統(tǒng)設(shè)計(jì)思維方式的新辦法。我們只有在長(zhǎng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中不斷的摸索，才能使這項(xiàng)技術(shù)發(fā)揮它巨大的能量和效率。
