零件三維逆向工程對(duì)當(dāng)今的機(jī)械制造業(yè)具有重大意義，其中，三維表面數(shù)據(jù)測(cè)量是三維模型重建的前提，即是逆向工程的關(guān)鍵步驟之一。而非接觸式激光測(cè)量技術(shù)是今后逆向工程中三維表面數(shù)據(jù)獲取的發(fā)展趨勢(shì)?；?a target='_blank' class='arckwlink_none'>光學(xué)三角法測(cè)量原理，本文設(shè)計(jì)了一種非接觸式激光測(cè)量系統(tǒng)平臺(tái)，包括主要硬件的選取、硬件系統(tǒng)搭建和VC++軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)。通過一個(gè)凹槽零件的實(shí)驗(yàn)測(cè)量，得到了零件的形狀數(shù)據(jù)，驗(yàn)證了該測(cè)量系統(tǒng)的可行性。
關(guān)鍵詞：逆向工程；非接觸式測(cè)量；激光測(cè)量
代工業(yè)產(chǎn)品的研發(fā)、制造，一般通過產(chǎn)品構(gòu)思、組件設(shè)計(jì)、部件加工，以及整機(jī)組裝與產(chǎn)品檢驗(yàn)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(guān)“逆向工程”技術(shù)的研究和應(yīng)用都集中在幾何形狀，即重建產(chǎn)品實(shí)物的CAD模型和最終產(chǎn)品的制造方面，可稱為逆向工程技術(shù)(Reverse Engineering，RE)2。逆向工程技術(shù)在各領(lǐng)域的應(yīng)用也是以測(cè)量數(shù)據(jù)或者實(shí)物建立三維幾何模型為基礎(chǔ)的。其中，形狀表面數(shù)字化即從實(shí)物獲取足以描述物體的點(diǎn)數(shù)據(jù)，是三維模型重建的前提，即是逆向工程的關(guān)鍵步驟之一。因此，對(duì)于零件表面的三維數(shù)據(jù)獲取即測(cè)量的研究對(duì)于逆向工程具有重要意義。
根據(jù)是否接觸實(shí)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(biāo)測(cè)量機(jī)多采用接觸式測(cè)量，其缺點(diǎn)是測(cè)量速度慢、易劃傷被測(cè)表面、存在接觸壓力和半徑補(bǔ)償?shù)?。而非接觸式主要有激光三角測(cè)量法、激光測(cè)距法、光干涉法、結(jié)構(gòu)光學(xué)法、圖像分析法等3。非接觸式激光三角測(cè)量法(以下簡(jiǎn)稱激光測(cè)量)可以有效避免在高精度測(cè)量中測(cè)量力帶來的系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，方便實(shí)現(xiàn)對(duì)軟質(zhì)和超薄型物體表面形狀的測(cè)量，測(cè)量速度快，效率高。根據(jù)光源不同，又可分為點(diǎn)光源法、線光源法、面光源法等。
為了得到可靠的數(shù)據(jù)點(diǎn)，本文采用基于三角法測(cè)量的點(diǎn)光源法獲取數(shù)據(jù)，進(jìn)行非接觸式激光測(cè)量系統(tǒng)的平臺(tái)搭建和軟件設(shè)計(jì)。