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逆向工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用本文在闡述了逆向工程在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用范圍和發(fā)展條件，有效的解決造型設(shè)計(jì)與后續(xù)的工程設(shè)計(jì)、制造環(huán)節(jié)相脫節(jié)的問(wèn)題，提出了一種在產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程中采用Pro/Designer與Pro/Engineer無(wú)縫連接的方法，為工業(yè)產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)與后期的工程制造的連貫開(kāi)辟了一個(gè)新的途徑，其設(shè)計(jì)流程的過(guò)程為產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)化提供行之有效的措施，從而縮短了產(chǎn)品設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)周期，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化。1 逆向工程的內(nèi)容及其應(yīng)用范圍隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD 技術(shù)已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員進(jìn)行研究開(kāi)發(fā)的重要工具，其中的三維造型技術(shù) 已被制造業(yè)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)、方案評(píng)審、自動(dòng)化加工制造及管理維護(hù)各個(gè)方面。在實(shí)際開(kāi)發(fā)制造過(guò)程中，設(shè)計(jì)人員接收的技術(shù)資料可能是各種數(shù)據(jù)類型的三維模型，但很多時(shí)候，卻是從上游廠家得到產(chǎn)品的實(shí)物模型。設(shè)計(jì)人員需要通過(guò)一定的途徑，將 這 些實(shí)物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型，這就應(yīng)用到了逆向工程(Reverse Engineering).所謂逆向工程技術(shù)，是指用一定的測(cè)量手段對(duì)實(shí)物或模型進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過(guò)三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的CAD 模型的過(guò)程。逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)存在很大差別。而逆向工程則是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進(jìn) 而獲取產(chǎn)品的三維 數(shù)字模型，使得能 夠進(jìn)一步利用CAD/ACE/CAM 以及CIMS等先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行 處理。一般來(lái)說(shuō)，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工 藝反求和材料反求等幾個(gè)方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容:(1)新零件的設(shè)計(jì) ，主要用于產(chǎn)品的改型或仿型設(shè)計(jì)。(2)已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖。(3)損壞或磨損 零件的還原。(4)數(shù)字化模型的檢測(cè)，例如檢驗(yàn)產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量等，以及進(jìn)行模型的比較。逆向工程技術(shù)為快速設(shè)計(jì)和制造提供了很好的技術(shù)支持，它已經(jīng)成為制造業(yè)信息傳遞的重要而簡(jiǎn)潔途徑之一。而傳統(tǒng)的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，一般是在市場(chǎng)調(diào)研，制定需求表之后，先展開(kāi)平面簡(jiǎn)圖的構(gòu)思，形成稍微完整的方案之后，開(kāi)始 繪制三維簡(jiǎn)圖，完全定型后再根據(jù)需要繪制效果圖、三 視圖或制作簡(jiǎn)易的模型。在造型設(shè)計(jì)的過(guò)程中，需要工程技術(shù)人員、 產(chǎn)品造型人員與工人的通力合作，用 樣品實(shí)物模型來(lái)表達(dá)設(shè)計(jì)者的構(gòu)思，但對(duì)每一種方案都制作實(shí)物樣品，要付出大量的勞動(dòng)，還存在著精度低、修改調(diào)整困難、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng) 及成本費(fèi)用高等問(wèn)題。2 CAD技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，帶來(lái)第三次技術(shù)革命浪潮， 計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computer aided design,簡(jiǎn)稱CAD)技 術(shù)則是計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域 應(yīng)用中最為活躍的一支。它集數(shù)值計(jì)算、仿真模擬、幾何模型處理、圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)等方面的技術(shù)為一體，把抽象的、平面的、分離的設(shè)計(jì)對(duì)象具體化、形象化，它能夠通過(guò)“ 虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)把產(chǎn) 品的形狀、材質(zhì)、色彩，甚至加工過(guò)程淋漓盡致地表現(xiàn)出來(lái)，并能把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程，通過(guò)數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、規(guī)范化，這正是工業(yè)設(shè)計(jì)與CAD技術(shù)必然結(jié)合的基礎(chǔ)所在。逆向工程技術(shù)實(shí)施的軟件條件目前，比較常用的通用逆向工程軟件有Surfacer, Delcam. Cimatron以Strim。具體應(yīng)用的反向工程系統(tǒng)主要有以下幾個(gè):Evans開(kāi)發(fā)的針對(duì)機(jī)械零件識(shí)別的逆向工程系統(tǒng);Dvorak開(kāi)發(fā)的仿制舊零件的逆向工程系 統(tǒng) :H.H.DanzdeCNC CMM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)對(duì)逆向設(shè)計(jì)中的實(shí)際問(wèn)題進(jìn)行處理，極大地方便了設(shè)計(jì)人員。此外，一些大型CAD軟件也逐漸為逆向工程提供了設(shè)計(jì)模塊。例如Pro/E 的ICEM Surf和Pro/SCANTOOLS模塊，可以接受有序點(diǎn)(測(cè)量線 )，也可以接受點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其它的象UG軟件，隨著版本的提高，逆向工程模塊也逐 漸豐富起來(lái)。 這些軟件的發(fā)展為逆向工程的實(shí)施提供了軟件條件。而這些軟件相對(duì)與盡管目前一些高端的設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)具備了產(chǎn)品復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)與渲染功能，但要藝術(shù)類的設(shè)計(jì)師掌握并運(yùn)用這類軟件，至今還不是一件容易的事。所以從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師們大都是機(jī)械工程師出身，設(shè)計(jì)的思維與方式完全不同于造型設(shè)計(jì)師，他們思維是一種完全符合機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思維方式。那么,兩種設(shè)計(jì)將如何在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中得到結(jié)合，且得到較好的結(jié)合，并且更好地完成從設(shè)計(jì)到加工程序的轉(zhuǎn)換?成為我們進(jìn)行 產(chǎn)品設(shè)計(jì)所要考慮的問(wèn)題。3 產(chǎn)品設(shè)計(jì)--逆向工程CAD技術(shù)(1) Pre/E參數(shù)化設(shè)計(jì)在工程中的 應(yīng)用參數(shù)化設(shè)計(jì)(Parametric)(也叫尺寸驅(qū)動(dòng)Dimension-Driven)是CAD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅 可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。目前它是CAD技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要的、且待進(jìn)一步研究的課題。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)手段開(kāi)發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可使設(shè)計(jì)人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來(lái)，可以大大提高設(shè)計(jì)速度，并減少信息的存儲(chǔ)量。參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是幾何約束關(guān)系的提取和表達(dá)、約束求解以及參數(shù)化幾何模型的構(gòu)造。1988年，美國(guó)參數(shù)技術(shù)公司首先推出參數(shù)化設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)Pre/Engineer(簡(jiǎn)稱Pre/E)充分體現(xiàn)出其在許多通用件、零部件設(shè)計(jì)上存在的簡(jiǎn)便易行的優(yōu)勢(shì)。它的主要特點(diǎn)就是:基于特征、全尺寸 約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修改。這樣我們可以采用PTC: 公司的工 業(yè)設(shè)計(jì)軟件Pre/Designer(簡(jiǎn)稱Pre/D)進(jìn)行曲面設(shè)計(jì)，由于Pre/D 與Pre/E采用的是同一數(shù)據(jù)庫(kù)，兩者之間是無(wú)縫連接的，因而在設(shè)計(jì)中造型設(shè)計(jì)師和結(jié)構(gòu)工程師可以更好的協(xié)作(2) Pre /D的曲面設(shè)計(jì)能力對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)人員和那些想構(gòu)建曲面模型的工程人員來(lái)說(shuō)， Pre/I〕正是他們需要的工具，Pre/D可以構(gòu)建高質(zhì)量的自由曲面模型，并且可以很容易的轉(zhuǎn)換到其它基于制造工程的CAD系統(tǒng)中。Pre/D能夠創(chuàng)建真實(shí)而精確的幾何體，利用它可以更加容易的創(chuàng)建模型， 縮 短設(shè)計(jì)周期。利用 Pre可以把視覺(jué)上的美學(xué)要求和模具制造過(guò)程中的工程要求很好的結(jié)合起來(lái)，這一點(diǎn)在創(chuàng)建自由曲面模型的過(guò)程中現(xiàn)得尤其顯著。(3) Pre /D與Pre/E 之間的致?lián)?傳抽Pre /Designer 與Pre/Engineer之間交換數(shù)據(jù)有兩種方式:一種是與Pre/Engineer直接交換數(shù)據(jù)，另外還有一種就是以文件的方式與Pre/Engineer 交換數(shù)據(jù)。(4) 造型復(fù)雜產(chǎn) 品三維設(shè)計(jì)的CAD應(yīng)用對(duì)于造型裝飾性強(qiáng)，特別是包含復(fù)雜曲面的產(chǎn)品，可以使用Pre/D 與Pre/E組合起來(lái)進(jìn)行，造型設(shè)計(jì)師在Pre/D里面做ID 、做曲面建模，直接從Pre/I〕里啟動(dòng)Pre/E，把數(shù)據(jù)導(dǎo)到Pre/E由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中甚至結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全部做完了，由于客戶的要求或設(shè)計(jì)師對(duì)方案的局部要進(jìn)行更改，這時(shí)只須在Pre/D里面改動(dòng)，改好后存好再原名稱送給Pre/E，那么 Pre/E里也得到改變，而結(jié)構(gòu)不用重做(當(dāng)然修改要使結(jié)構(gòu)有存在的條件，即它的父特征不會(huì)有問(wèn)題)。長(zhǎng)久以來(lái)，工業(yè)產(chǎn)品的傳統(tǒng)開(kāi)發(fā)方式均是遵循嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难邪l(fā)流程:從產(chǎn)品需求的構(gòu)思、功能與規(guī)格預(yù)期指 標(biāo)的確定， 進(jìn)而到各個(gè)組 件的設(shè)計(jì)、制造、 組裝、性能測(cè)試等。每個(gè)組件都保留有原始的設(shè)計(jì)圖，此 設(shè)計(jì)圖 目前通常以CA]〕文件的形式來(lái)保存。這種開(kāi)發(fā)模式被稱 為“預(yù)定模式”(Pre-scriptive Model) ，此類開(kāi)發(fā)工程亦通稱為“正向工程 ”(Forward Engineering).然而 ，隨著工業(yè)技術(shù)水平的提升以及生活水準(zhǔn)的提高，任何通用性產(chǎn)品在消費(fèi)者對(duì)于高品質(zhì)的要求下，功能上的需求已不再是贏得市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力的唯一條件。產(chǎn)品不單單是功能要先進(jìn)，而且更多著重于產(chǎn)品的外觀造型，這已不是傳統(tǒng)的機(jī)械工程師們所能勝任了。設(shè)計(jì)師們先通過(guò)手工方式塑造出模型，例如: 蠟?zāi)！⒛灸?、石膏模、粘土模、工程塑料模等等，然后再以三維尺寸測(cè)量的方式生成自由曲面的CAD文件，這就是所謂的“ 逆向工程”(Reverse Engineering,RE)。這時(shí)擺在設(shè)計(jì)者和制造者面前的是實(shí)物樣件，需要將實(shí)物模型轉(zhuǎn)化為CAD模型，因?yàn)楫a(chǎn)品信息模型是實(shí)現(xiàn)CAD/CAM無(wú)縫制造技術(shù)的關(guān)鍵。逆向工程 (ReverseE ngineering)是在沒(méi)有設(shè)計(jì)圖紙或者設(shè)計(jì)圖紙不完整以及沒(méi)有CAD 模型的情況下，按照現(xiàn)有零件的模型(產(chǎn)品原型或油泥模型)，利用各種數(shù)字化技術(shù)及CAD技術(shù)重新構(gòu)造CAD模型而克隆或創(chuàng)造實(shí)物產(chǎn)品的過(guò)程。正向工程是從CAD模型向?qū)嵨锬Ｐ娃D(zhuǎn)化的過(guò)程，而逆向工程則是從實(shí)物模型向CAD模型的轉(zhuǎn)化過(guò)程，兩者的設(shè)計(jì) 流程正好相反，逆向工程和正向工程有不同的應(yīng)用領(lǐng)域，隨著數(shù)字化測(cè)量技術(shù) 的飛速發(fā)展，逆向工程技術(shù)在制造業(yè)中的應(yīng)用日益廣泛、成熟，關(guān)于逆向工程的研究也成為CAD領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。4 逆向工程建模技術(shù)包括了從數(shù)據(jù)測(cè)量到CAD模型構(gòu)建的一整套技術(shù)步驟，概括起來(lái)主要有以下幾方面的關(guān)鍵技術(shù):(1)測(cè)量數(shù)據(jù)處 理—由于數(shù)字化測(cè)量設(shè)備的廣泛應(yīng)用，海量數(shù)據(jù)點(diǎn)(百萬(wàn)數(shù)量級(jí))的獲取成為十分容易的事。百萬(wàn)級(jí)的數(shù)據(jù)無(wú)論對(duì)于數(shù)據(jù)讀人還是模型重構(gòu)等方面都為我們帶來(lái)十分不便，因此需要的重構(gòu)CAD模型前對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。(2)網(wǎng)格模型構(gòu)造—三角網(wǎng)格模型是逆向工程中常用的模型表示方式。三角網(wǎng)格模型很容易表達(dá)復(fù)雜的物體表面形狀，同時(shí)網(wǎng)格模型對(duì)于重構(gòu)曲面模型是一個(gè)非常好的基礎(chǔ)模型。(3)基本曲面模型構(gòu)造 —逆向工程造型的最終目的是為通用CAD系統(tǒng)提供一個(gè)有價(jià)值的基本曲面模型，最終在通用CAD系統(tǒng)中完成產(chǎn)品模型的重構(gòu)。因此逆向工程中的基本曲面模型重構(gòu)對(duì)于重構(gòu)高品質(zhì)的CAD模型十分重要。(4)模型品質(zhì)分析 —逆向工程模型是在測(cè)量數(shù)據(jù)基礎(chǔ)上重構(gòu)的CAD模型。在重構(gòu)過(guò)程中由于對(duì)數(shù)據(jù)的各種處理(如壓縮、去噪等)不可避免的回使數(shù)據(jù)產(chǎn)生誤差。最終的CAI〕模型是否在允許的誤差精度內(nèi)是評(píng)價(jià)重構(gòu)模型品質(zhì)的重要指標(biāo)之一。以下將分別對(duì)這幾方面的內(nèi)容進(jìn)行系統(tǒng)闡述。4.1 測(cè)量數(shù)據(jù)預(yù)處理技術(shù)現(xiàn)在隨著三維掃描設(shè)備的發(fā)展，得到的測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)數(shù)量也越來(lái)越大，含有幾百萬(wàn)測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)的文件已經(jīng)是很常見(jiàn)的。這么多的數(shù)據(jù)點(diǎn)，帶來(lái)的好處是顯而易見(jiàn)的，可以把模型上微小的特征全部獲取，但 對(duì)于處 理系統(tǒng)， 則是很大的一個(gè)障礙。這不但大大加大了系統(tǒng) 的負(fù)荷，而且降低 處理效率，以致會(huì)影響整個(gè)逆向工程建模的過(guò)程。所以測(cè)量數(shù)據(jù)的預(yù)處理成為現(xiàn)在逆向工程建模技術(shù)一個(gè)重要的方面。測(cè) 量數(shù)據(jù)預(yù)處理，除了要對(duì)大量的數(shù)據(jù)進(jìn)行壓縮以外， 還要去除掃描中產(chǎn)生的噪聲數(shù)據(jù)。無(wú)論測(cè)量設(shè)備如何先進(jìn)，噪聲的影響總是不可避免的。 雖然噪聲點(diǎn)不多，但噪聲的影響還是很大的，去除噪聲的工作可以大大提高生成模型的質(zhì)量。由于某些模型的形狀比較復(fù)雜，往往無(wú)法一次掃描獲得全部的數(shù)據(jù)。這樣，一個(gè)模型的測(cè)量數(shù)據(jù)有好多塊，所以在進(jìn)行模型構(gòu)建之前，必須將多塊數(shù)據(jù)拼接，融合成一個(gè)模型。該過(guò)程在逆向工程中成為Register，即數(shù)據(jù)重定位。4.2 三角網(wǎng)格模型構(gòu)造三角網(wǎng)格模型在逆向工程中有廣泛的應(yīng)用。測(cè)量得到的數(shù)據(jù)點(diǎn)我們一般稱之為點(diǎn)云。點(diǎn)云數(shù)據(jù)不包括任何拓?fù)湫畔?，為了重?gòu)曲面模型以及快速原型制造(Rapid Prototype Manufacture,RPM)等加工的需要我們需要在點(diǎn)云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上構(gòu)造出三角網(wǎng)格模型。三角網(wǎng)格模型包含了豐富的拓?fù)湫畔?，可以用于諸如特征重構(gòu)、曲面分割等后期處理閣。三角網(wǎng)格也可以很真實(shí)的顯示出模型的形狀，可以達(dá)到很好的視覺(jué)效果。此外，足夠細(xì)密的三角網(wǎng)格還可以直接用于零件的加工。根據(jù)處理對(duì)象和采用的測(cè)量技術(shù)和手段不同，逆向工程CAI〕建模內(nèi)容可以分為兩個(gè)方面:一種是研究整個(gè)形體的CAD建模問(wèn)題 ，另一種以處理復(fù)雜型面為主要特點(diǎn)的表面CAD建模。這也決定了三角網(wǎng)格模型的構(gòu)造方法有兩個(gè)主要類別。整個(gè)形體的CAI)建模問(wèn)題，主要在醫(yī)學(xué) 圖像可視化 領(lǐng)域應(yīng)用。這方面的研究比較多，也比較深人，一般是利用CI，等設(shè)備獲取器官的截面 輪廓線，然后從這些輪廓線構(gòu)造三角網(wǎng)格，其主要難點(diǎn)是處理“分叉”和“內(nèi)孔 ”情況的模型。這種根據(jù)截面輪廓線構(gòu)造三角網(wǎng)格模型的算法現(xiàn)在已經(jīng)很成熟，也能達(dá)到很高的效率。大量 機(jī) 械 零件的建模，一般都是處理復(fù)型面的表面CAD建模。這方面的算法很多，但效果都不是很盡如人意，算法都是從一個(gè)種子三角形開(kāi)始，遍歷周圍的點(diǎn)，來(lái)構(gòu)建三角網(wǎng)格。現(xiàn)在有待提高的是算法的效率和網(wǎng)格的質(zhì)量。目前大多數(shù)的三角化算法都不是對(duì)原數(shù)據(jù)點(diǎn)的插值算法，這就造成了三角網(wǎng)格模型與原數(shù)據(jù)點(diǎn)的誤差，這部分誤差將會(huì)累積到后續(xù)的曲面重構(gòu)。4.3曲面的重構(gòu)自由曲面模型在逆向工程產(chǎn)品建模中占有重要地位，自由曲面由于形狀表達(dá)靈活，在航空、航天、汽車、模具等行業(yè)有大量應(yīng)用，同時(shí)，這些行業(yè)也是逆向工程應(yīng)用的重要領(lǐng)域，因此基于自由曲面模型重構(gòu)一直是逆向工程CAD領(lǐng)域的重要研究?jī)?nèi)容。曲面重構(gòu)( 亦稱曲面建模)是通過(guò)建模可以將離散的測(cè)量數(shù)據(jù)重構(gòu)出連續(xù)變化的曲面，曲面擬 合包括曲面插值和曲面逼近，曲面插值要求插值后的曲面嚴(yán)格地通過(guò)數(shù)據(jù)點(diǎn);曲面逼近是基于離散數(shù)據(jù)構(gòu)造出一個(gè)曲面，使 這些點(diǎn)在某種意義下最為接近所構(gòu)造的曲面。依據(jù)曲面拓?fù)湫问降牟煌Ｒ?jiàn)的曲面重構(gòu)方式有兩種。以三角Bezier曲面為基礎(chǔ)的三邊域曲面構(gòu)造方法，和以B樣條〔101和NURBS曲面為基礎(chǔ)的四邊 域曲面構(gòu)造方法。基于 三 角 Bezier曲面的三邊域曲面構(gòu)造方法。基本處理思路是將待處理的原始數(shù)作為一個(gè)整體考慮。首先根據(jù)點(diǎn)云暑假構(gòu)造三角網(wǎng)格，構(gòu)建出三角網(wǎng)格以后，運(yùn)用三角Bezier曲面在網(wǎng)格基礎(chǔ)上構(gòu)建光滑曲面〔 121。三角Bezier曲面插值在三角網(wǎng)格的每個(gè)三角形上構(gòu)造初始二變量的三次三角Bezier曲面片，再將每個(gè)三角曲面片升 階到四次，然后將每個(gè)曲面片進(jìn)行C-T (clough-tocher)分割，再調(diào)整每個(gè)子曲面片的控制頂點(diǎn)，使整個(gè)組合曲面達(dá)到一階幾何(GCI) 連續(xù) 。4.4 基于特征的模型重建技術(shù)由于逆向工程處理的對(duì)象是空間三維數(shù)據(jù)，如何在重構(gòu)曲面模型過(guò)程中，準(zhǔn)確再現(xiàn)產(chǎn)品的特征，是逆向工程產(chǎn)品模型能否于通用 CAD 系統(tǒng)融會(huì)貫通的重要標(biāo)志?，F(xiàn) 在的逆向工程，特別是在通用機(jī)械零件的重構(gòu)方面， 紛紛轉(zhuǎn)向自動(dòng)提取模型特征方面。不僅自動(dòng)提取出產(chǎn)品的特征，如倒角， 過(guò)渡面等，更是把基于特征的思想引人到逆向工程的各個(gè)方面，把特征提取作為逆向工程建模的一種輔助手段。在特征重建方面主要有兩種重建方式:一是基于點(diǎn)云數(shù)據(jù)的特征提取 ;二是基于網(wǎng)格模型的特征提取。基于點(diǎn)云的特征提取算法依據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的局部微分幾何特征提取其特征線，并以這些特征線為基礎(chǔ)構(gòu)建三角網(wǎng)格，再根據(jù)測(cè)到的數(shù)據(jù)點(diǎn)根據(jù)幾何特征插到三角網(wǎng)格中實(shí)現(xiàn)三角網(wǎng)格的細(xì)分，這樣得到的網(wǎng)格在變化劇烈的地方集，變化平 緩的地方稀疏。可以大大提高三角網(wǎng)格構(gòu)造的效率和質(zhì)量。基于三角網(wǎng)格提取特征。三角網(wǎng)格由于擁有了拓?fù)潢P(guān)系，可以得到比點(diǎn)云數(shù)據(jù)更多的特征。三角網(wǎng)格模型中的特征提取可以大大提高逆向工程產(chǎn)品造型過(guò)程中曲面區(qū)域劃分的自動(dòng)程度。因?yàn)橐话闱闆r下，一個(gè)完整的產(chǎn)品表面模型無(wú)法用一張曲面充分表達(dá)，需要采用多張曲面組合表達(dá)，根據(jù)特征來(lái)分割，可以使得曲面的劃分更加合理，曲面的質(zhì)量也更高。逆向工程是一項(xiàng)開(kāi)拓性、實(shí)用性和綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，逆向工程技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到新產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、舊零件的還原以及產(chǎn)品的檢測(cè)中，它不僅消化和吸收實(shí)物原型，并且能修改再設(shè)計(jì) 以制造出新的產(chǎn)品。 這對(duì) 于CAD 技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅意味著設(shè)計(jì)手段的改變，同時(shí)改變了工業(yè)設(shè)計(jì)的思維方式。推動(dòng)著制造業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到技術(shù)管理一系列深刻、全面、具有深遠(yuǎn)意義的變革，這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造業(yè)的一場(chǎng)技術(shù) 革命， 實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的系 統(tǒng)化， 縮短產(chǎn)品開(kāi)發(fā)周期，從而創(chuàng)造出實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀宜人的產(chǎn)品。