零件三維逆向工程對當今的機械制造業(yè)具有重大意義，其中，三維表面數(shù)據(jù)測量是三維模型重建的前提，即是逆向工程的關鍵步驟之一。而非接觸式激光測量技術是今后逆向工程中三維表面數(shù)據(jù)獲取的發(fā)展趨勢。基于光學三角法測量原理，本文設計了一種非接觸式激光測量系統(tǒng)平臺，包括主要硬件的選取、硬件系統(tǒng)搭建和VC++軟件系統(tǒng)設計。通過一個凹槽零件的實驗測量，得到了零件的形狀數(shù)據(jù)，驗證了該測量系統(tǒng)的可行性。
關鍵詞：逆向工程；非接觸式測量；激光測量
代工業(yè)產品的研發(fā)、制造，一般通過產品構思、組件設計、部件加工，以及整機組裝與產品檢驗等環(huán)節(jié)來完成，這一過程稱為順向工程(Forward Engineering)1。目前，大多數(shù)有關“逆向工程”技術的研究和應用都集中在幾何形狀，即重建產品實物的CAD模型和最終產品的制造方面，可稱為逆向工程技術(Reverse Engineering，RE)2。逆向工程技術在各領域的應用也是以測量數(shù)據(jù)或者實物建立三維幾何模型為基礎的。其中，形狀表面數(shù)字化即從實物獲取足以描述物體的點數(shù)據(jù)，是三維模型重建的前提，即是逆向工程的關鍵步驟之一。因此，對于零件表面的三維數(shù)據(jù)獲取即測量的研究對于逆向工程具有重要意義。
根據(jù)是否接觸實物表面，三維表面數(shù)據(jù)采集方法可分為接觸式和非接觸式兩大類。傳統(tǒng)的三坐標測量機多采用接觸式測量，其缺點是測量速度慢、易劃傷被測表面、存在接觸壓力和半徑補償?shù)取６墙佑|式主要有激光三角測量法、激光測距法、光干涉法、結構光學法、圖像分析法等3。非接觸式激光三角測量法(以下簡稱激光測量)可以有效避免在高精度測量中測量力帶來的系統(tǒng)誤差和隨機誤差，方便實現(xiàn)對軟質和超薄型物體表面形狀的測量，測量速度快，效率高。根據(jù)光源不同，又可分為點光源法、線光源法、面光源法等。
為了得到可靠的數(shù)據(jù)點，本文采用基于三角法測量的點光源法獲取數(shù)據(jù)，進行非接觸式激光測量系統(tǒng)的平臺搭建和軟件設計。