逆向工程，即對已有的零件或實物原型利用三維數字化測量設備準確，快速的測量出實物表面的三維坐標點，并根據這些坐標點通過三維幾何建模方法重建實物CAD 模型的過程。本文以Pro /ENGINEERWILDFIRE 4. 0 為平臺，對基于Pro /E 的逆向工程技術在創建鼠標實體模型中的應用進行了實驗研究。

　　隨著工業技術不斷的提升，產品需求的多樣化、復雜化以及產品生命周期的日益縮短，如何在最短時間內將產品設計與制造完成，以掌握市場先機，成為工業界的重要課題. 然而并非所有的產品均有設計圖，其設計過程可能十分煩雜且無法產生3D CAD 數據. 為了克服這些問題，逆向工程技術應運而生。

　　為滿足人們使用要求，鼠標的設計越來越注重人體工學，外形由簡單的幾何造型向復雜的自由曲面變化。本文以Pro /ENGINEER WILDFIRE4. 0 為平臺，對基于Pro /E 的反求工程技術在創建鼠標實體模型中的應用進行了實驗研究。

1、逆向設計工作過程

　　逆向工程( 反求工程) 的具體流程如下: 首先利用3D 數字化測量儀測得現有樣品或模型的輪廓坐標值，再通過建構曲面、編輯、修改后，傳至CAD/CAM 系統，然后經CAM 所產生刀具的NC加工路徑送到CNC 加工機或快速成型機( Rapid Prototyping) 制作出樣品的模具或模型，最后利用快速模具技術進行小量多樣的翻制。

　　下面通過綜合應用Surfacer10 軟件對鼠標進行造型的實例，闡述逆向設計工作過程。

　　1.1、獲取表面點數據

　　點數據采用非接觸激光掃描儀測量鼠標表面的方式獲得，如圖1 所示. 由于激光照射范圍以及CCD 鏡頭接收角度的限制，測量過程要多次多角度的掃描，以獲取完整的表面點數據，這將會使點數據產生坐標不統一的現象. 目前，部分掃描設備具備自動定位不同角度掃描點數據的功能，但部分的測點數據仍然必須通過數據預處理軟件來實現點數據的定位。

圖1 激光掃描儀測量鼠標的外形數據

　　1.2、測量數據預處理

　　測量數據的預處理包括: 測量數據的拼合、噪聲點清除、坐標校正、截面數據點獲取、數據點重新取樣、截面數據點重新排序等步驟，以下是將數據導入Surfacer10 軟件完成此項工作的過程。

　　1.2.1、點數據的拼合

　　現有的逆向工程軟件，數據的拼合方法大致分為兩種. 一種方法是選取欲拼合的點群數據中數據重疊的部分，然后自動運算該區域曲率變化，將不同組數據中的相同區域拼合。選取區域自動拼合的方式較為簡便，但運算的時間受數據大小和精度限制. 另一種是利用基本像素實現定位. 本文采用標志點的坐標校正方法，由三個標志點的測量資料決定坐標轉換關系，將兩次測量資料的坐標系統轉為一致. 該法使用三個標志點為坐標轉換的依據，測量對象需粘貼三個標志點，并同時掃描，采用Atos測量儀自帶的軟件進行點數據的拼合，拼合后的點云模型如圖2 所示。

圖2 整合的點數據模型

3、結論

　　逆向工程是一項計算機輔助設計的新技術，它是在現有產品數字化基礎上進行設計創新，本文以Pro/ENGINEER WILDFIRE 4.0為平臺，依照逆向工程的具體流程，綜合應用Surfacer10 軟件對創建鼠標實體模型的過程進行了實驗研究，有效地縮短了產品的設計周期，提高了產品的精度。