第1章  逆向工程概述 1

1.1  逆向工程技術基本概念 1

1.2  三維數據獲取硬件條件 2

1.3  常用逆向工程軟件 3

1.4  逆向工程設計前準備工作 7



第2章  三坐標測量機及其應用 8

2.1  三坐標測量機概述 8

2.2  三坐標測量機的分類 9

2.3  三坐標測量機的標尺繫統和探測繫統 12

2.4  三坐標測量機的發展趨勢 14

2.5  德國WENZEL LH65型三坐標測量機介紹 15

2.6  凸輪測繪實驗 17

2.7  基於已知CAD模型的零件測量 19



第3章  基於Imageware三坐標測量數據的逆向建模 28

3.1  凸輪的逆向建模 28

3.2  板件的逆向建模 35

3.3  多曲面規則零件逆向建模 41



第4章  Handyscan掃描儀應用 56

4.1  Handyscan掃描儀概述 56

4.2  應用Handyscan掃描儀操作流程 57

4.3  不規則曲面零件測繪實驗 62



第5章  基於Imageware激光掃描數據的鞋楦逆向建模實例 64

5.1  減少數據點和多邊形網絡化 64

5.2  對齊數據 66

5.3  將點雲數據與全局坐標繫對齊 69

5.4  可視化點雲和提取特征 72

5.5  有用的多邊形操作 74

5.6  創建頂部曲面的線框 77

5.7  為零件的兩側創建線框 82

5.8  創建過渡區域曲線以定義曲面端部 84

5.9  使用側面的框架創建曲面 88

5.10  創建並修改曲面補片 92

5.11  調整和分析頂部曲面 95

5.12  創建過渡區域曲面和底部零件邊界 96

5.13  完成的模型 98



參考文獻 101

逆向建模是在三維測量基礎上，通過逆向工程軟件再現物體的三維設計，又稱逆向工程。其過程是利用三坐標測量設備對物體原型進行數據測量，獲取逆向建模所需的點雲數據或尺寸數據，再利用圖形處理軟件對測量數據進行構造，形成所需的線條、曲面素，後素進行優化，重新創建出所需的物體模型。

三維測量技術作為現代逆向工程技術的基礎之一，是集光學、電子、傳感器、圖像及計算機技術為一體的綜合性技術。隻有應用先進的測量技術、測量手段，纔能設計、制造出綜合性和單項性能均優良的產品。

逆向工程處理軟件Imageware於1995年由美國EDS公司出品，初用於UG NX中的逆向工程造型，之後在機械制造行業得到廣泛應用。各大汽車、摩托車、模具制造企業等均使用這個軟件。它具有強大的點雲數據處理、曲面造型、誤差檢測功能，給使用者處理點雲數據帶來極大方便。

本書按照工程實際過程的順序講解了從三維測量到逆向建模的技術要點，首先介紹三維測量的點接觸式測量、光學非接觸式測量操作方法，然後基於這兩種不同測量方法所獲取的數據，利用Imageware13.2版本軟件對數據進行後處理，構造出所測工件的CAD圖形。

本書第1章介紹逆向工程概念、三維測量方法和手段以及逆向建模常用軟件，重點對Imageware軟件的幾個模塊進行介紹。第2章對三坐標測量機進行簡單介紹，以德國WENZEL三坐標測量機為例講解了使用方法；還介紹了已知CAD模型的數據測量、數據對比輸出。第3章基於Imageware13.2，介紹三坐標接觸式測量數據逆向建模流程，詳細地舉例介紹建模主要界面與操作步驟。第4章對Handyscan手持式掃描儀進行介紹，並闡述它獲取數據的操作步驟。第5章基於Imageware13.2，介紹光學掃描獲取鞋楦數據的逆向建模流程，詳細地介紹鞋楦建模的主要界面、操作步驟。本章的實例在劉佩軍編譯的《UG/Imageware逆向工程培訓教程》（基於Image ware12.0 英文版軟件）第15章基礎上進行提升，這個實例全面地闡述了Imageware軟件的功能，非常具有代表性。本書使用Imageware13.2中文版軟件重新演示該逆向建模的操作步驟，希望能給讀者學習帶來便利。讀者可以通過微信公眾號“基於Imageware的逆向工程”或在www.cipedu.com.cn搜索“逆向建模與三維測量”獲得本書學習資料。

本書編寫工作得到了華南理工大學“十三五”本科教材《逆向建模與三維測量》建設項目的資助，特此感謝！

在本書編寫過程中，劉桂雄、賴建康、梁柱、李秋平等專家學者給予了大力協助，在此深表感謝。鋻於編者水平有限，書中難免有不足之處，希望各位專家、同行批評指正。



編者   

2019年9月