逆向建模技術與產品創新設計

逆向建模技術與產品創新設計

本書以逆向工程技術為主線,較為詳實地介紹了產品逆向建模過程中實物樣件表面數位化技術、點雲數據的預處理技術、特徵曲線的重構與編輯技術、特徵曲面的重構與編輯技術。同時對產品三維建模軟體及特徵提取軟體,即逆向軟體進行了比較分析。在書中還對產品建模過程中所涉及的一些常用術語及曲線、曲面數學原理進行了詳細介紹,在產品逆向建模的基礎之上,引入了產品創新概念。創新性設計需要創新性思維,創新性思維需要創新性方法,本書從創新設計的必要性出發,論述了創新性思維的內涵及培養。

內容簡介

產品創新離不開技術積累,利用逆向工程技術消化、吸收國外先進技術已成為新產品開發的有效途徑。本書在編寫過程中堅持“理論夠用、注重實踐”的工程特色,數學理論講解與軟體實現相配合,使讀者對深奧的數學問題更加容易理解。本書結構清晰、操作性強,可作為高等院校機械、電子、工業設計等專業的教材,也可作為研究生、CAD技術人員和教師的參考書。

目錄

第1章概論

1.1正向工程概述

1.2逆向工程概述

1.3逆向建模關鍵技術

1.3.1數據獲取

1.3.2曲面重構

1.3.3CAD模型重建

1.3.4逆向工程中的特徵套用

1.4產品建模CAD平台選擇

1.4.1CAD軟體選擇要點

1.4.2主要CAD軟體

1.5產品特徵與逆向軟體平台

1.5.1Imageware軟體

1.5.2Geomagic Studi0軟體

1.5.3RapidForm軟體

1.6逆向工程與新產品開發

1.6.1逆向工程的套用

1.6.2逆向工程與新產品開發

本章小結

習題

第2章產品建模數學理論基礎

2.1 曲線數學基礎

2.1.1樣條有關的概念

2.1.2 曲線的生成原理

2.1.3 曲線數學知識

2.2 曲面數學基礎

2.2.1 曲面的生成原理

2.2.2 曲面數學知識

2.3曲面工程基礎

2.3.1工程曲面的分類

2.3.2工程曲面的要求

2.3.3常用工程CAD術語

2.4曲面套用領域

2.4.1工業設計

2.4.2逆向工程

2.4.3模具工程

本章小結

習題

第3章逆向建模點雲數據獲取

3.1接觸式測量法

3.1.1三坐標測量機的組成

3.1.2三坐標測量機分類

3.1.3三坐標測量機軟體分類

3.1.4三坐標測量機測量過程

3.2非接觸式測量法

3.2.1光學三維測量技術

3.2.2光學三維測量設備

3.3斷層數據測量方法

3.3.1CT測量法

3.3.2MRJ測量法

3.3.3超音波測量法

3.3.4層析掃描法

3.4三維數據測量方法的選擇

3.5數據測量的誤差分析

3.6三維測量技術的套用

本章小結

習題

第4章逆向建模測量數據處理技術

4.1 測量數據前期修補技術

4.1.1噪聲識別與去除

4.1.2數據壓縮/精簡

4.1.3數據補全

4.1.4數據平滑

4.2測量數據的多視配準技術

……第5章逆向建模曲線構建技術

第6章逆向建模曲線構建與造型技術

參考文獻

編輯推薦

《逆向建模技術與產品創新設計》:全國本科院校機械類創新型套用人才培養規劃教材

序言

隨著科學技術的飛速發展和經濟的日益全球化,國內傳統製造業市場環境發生了巨大變化。一方面表現為消費者興趣的短時效性和消費者需求日益主體化、個性化及多元化;另一方面由於區域性、國際性市場壁壘的淡化或打破,使製造廠商不得不著眼於全球市場的激烈競爭。產品快速研發、設計創新等技術成為企業乃至一個國家贏得全球競爭的第一要素,逆向工程成為消化、吸收國外先進技術的有效手段。

逆向工程是對已有的產品零件或原型進行CAD模型重建,但不是僅僅對已有產品進行簡單“複製”,其內涵與外延都發生了深刻變化,成為航空、航天、汽車、船舶和模具等工業領域最重要的產品設計方法之一,是工程技術人員通過實物樣件、圖樣等快速獲取工程設計概念和設計模型的重要技術手段,是技術消化、吸收,進一步改進、提高產品原型的重要技術手段,是產品快速創新開發的重要途徑。

複製是為了改造,逆向是為了創新。創新思維及創新技法為產品的創新提供方法指導,所以將逆向工程與創新性思維融合在一起,將使學生的工程素養得以很大提升。國家十一五科學技術發展規劃提出要建立創新型國家,創新型國家需要創新型人才,創新型人才離不開先進的技術及創新性知識,掌握逆向工程技術與創新思維方法是產品創新的關鍵。

目前國內有關逆向工程技術的教材較少。現有的關於逆向工程方面的書籍具有兩方面的特點:一種是以理論描述為主,實踐性操作為輔;另一種是以實踐性操作為主,理論描述為輔。大學本科教育培養出的工程技術人員既要有一定的理論基礎,又要掌握一定的實踐操作技巧,所以本書從逆向工程實際套用的要求出發,注重理論性和套用性相結合,創新性方法與逆向工程相結合,做到既有理論又有實踐,通俗易懂,便於教師的教學和學生的學習,有助於教學質量的提高。在編寫過程中以“理論夠用、注重實踐”為原則,同時儘量將複雜深奧的數學問題用比較容易理解的方式進行介紹。在產品創新設計與創新性思維培養的編寫過程中,將實例與方法融為一體,使讀者從有趣的實例中領會創新性思維方法的奧秘。

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