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机床工作时总是会有摩擦力的的磨损和切削液腐蚀配件的问题，个别配件成本高的或者难买到的，很多老板都不愿意去买，这时该怎么办？当然是自己做了！简单的件用一把卡尺就能画出来了，那稍微复杂一点的怎样才能简单、快速地完成？所以今天就来探索一下。
这种由实物转变成图纸的方法称为逆向工程，又称为逆向技术或反求工程。它是现代化工件开发的其中一种技术，是一种由“有”到“无”，与传统截然不同的工件生产技术，能有效提高工件的技术水平，缩短设计周期，是消化、吸收先进技术，进而创新和开发各种新工件的重要手段。
逆向工程是一种工件设计技术再现过程，它主要工作有三步：1.对某一目标工件进行数字化测量，在获得目标工件的具体数据。2.对获取数据的处理，去除多余的数据，填充缺失的部分。3.构建曲面，利用专用软件建立目标工件的三维模型，根据对所需工件的要求，对三维模型进行分析和修改设计，最终获得所需工件。
下面开始以车床水泵盖作为实例
1.获取数据
工件的好坏有很大程度上由获取数据所决定的。获取数据的方法有很多种，简单的可以通过传统测量方法来得到数据，而在逆向工程中常用的设备有三维激光扫描仪和三坐标测量机，两者都能直接把采集到的点云数据直接导入到逆向软件上，三维激光扫描仪优点在于扫描速度快，能扫出完整的模型轮廓，操作比较简单，三坐标测量则以精度作为第一位。根据工件的需求来选择使用的设备。
水泵盖内腔为了汇集叶轮甩出的水流做成蜗壳形状，传统测量难以测绘，因此选用三维激光扫描仪进行数据的采集，在满足精度的要求下能快速完成建模工作。
水缸盖的可扫描面积较大，且基本不存在难以扫描的部分，将其平放在玻璃台上，即可直接进行扫描，不必再另行处理也可以得到较完整的点云数据。选用的工件需要保证工作面的完好，最好使用新的作为样品。
三维激光扫描需要对工件喷涂显像剂和贴上标识点，根据工件的材质光亮程度也可以选择不喷涂显像剂。
使用三维激光扫描仪对水缸盖进行扫描时，应将扫描仪镜头对准水缸盖，然后在监控窗口中观察图像，从而调节水缸盖以及仪器的位置，保证目标的扫描区域处于监控窗口中，并且使得表示镜头中心的绿色竖线位于窗口中心位置。监控的操作部分完成后，即可点击AE/AF按钮对工件进行自动聚焦，在此环节中扫描仪会使用激光扫描工件数次，根据在[AE/AF配置]中设置的参数的不同，扫描仪所执行的细节也会有所不同，例如扫描仪会执行仅聚焦操作、仅曝光设置操作或同时执行聚焦和曝光设置操作。等到扫描仪聚焦完成后，就应该保持水缸盖和扫描仪的位置不发生改变，如发生了改变，即需要再对水缸盖进行聚焦。聚焦环节完成后，点击扫描按钮即可对水缸盖进行扫描，根据预先在软件上的参数设置的不同，扫描所需要的时间也会有所不同。扫描结束后，选择中画面和已测画面上会显示所测量的3D图像，名称显示在已获取数据的点云列表中。
在第一次扫描完成后，可以在保持水缸盖与玻璃台的相对位置不变的同时，将玻璃台顺时针转动若干角度,转动的角度不宜过大，否则容易使扫描所得的图像发生错位，所谓的错位就是指扫描出来的点云图像重合。通过监控窗口，可以观察其位置的变化。不停地转动转盘进行扫描直到整个工件扫描完成。中间缺口可以使用逆向软件进行修复。
2. 处理数据
采集到的数据一般都比较杂乱无序，如果直接进行曲面构建会导致曲面扭曲失真。处理数据可由逆向软件Imageware、PolyWorks、Rapidform或者Geomagic等处理，在Pro/E 5.0 32位或者Pro/E 4.0的版本也可以通过导入小平面特征进入逆向工程模式。
这次采用的是geomagic studio2013版，在数据处理这一块上有比较强的功能。在数据处理这一部分中，数据以点云以及多边形形式存在，扫描得到的点云包含着巨量的点，这巨大的数据量有大量的点是由于扫描中得到的多余杂乱的点或者背景点，这些多余的点会使软件的计算效率下降，首先需要把明显的杂点，如：背景点这种选择删除，然后用“体外孤点”把点云连接松散的点去除，再通过“减少噪音”对点云进行平滑，最后“统一采样”的使点云进行一步精简。通过这些对点云的处理，使得点云在转化多边形时不会出现重合以及模型表面可以更加光滑，也更加贴近原本工件。接着就可以对点云进行封装把点对象转成多边形对象。
此时的工作界面转到封装界面，可以在这个界面中对多边形进行修改。从界面中可以看到，水缸盖存在着破面，而且其表面不仅凹凸不平，还有不少不规则的三角块，这时可以使用去除特征，填充等方法对水缸盖进行修补。这样对水缸盖进行修补，可以在后续步骤中保持抽取出的边界线的基本轮廓，使边界线不出现严重走形。
对水缸盖的修补完成后，就需要选择构建曲面的方式了，构建曲面的方式有两种，可以通过抽取曲线到其他工程软件上进行制图，也可以继续在geomagic studio上继续构建曲面，在geomagic studio上构建曲面能更加拟合点云，但不能调整参数，比较适合应用于模型上，鉴于工件的实际使用问题，还是选择通过抽取曲面导出到Pro/E上制图比较好。
接着对其抽取曲线了。使用抽取曲线的方法，创建出可以跟踪所选对象的弯曲度的曲线，即可以得到所选对象的边界线了。
抽取曲线
根据抽取出的边界线，使用锐化功能，能使目标的弧角转化为有尖顶的角，优化了边缘，并提高了所选目标的清晰度，锐化前的图形和锐化后的图形有着明显的差别。
锐化图形
接下来就是对水缸盖的平面进行拟合，这样能平整曲面，使曲面可以作为在proe中制图的平面基准。
拟合平面
完成上述的步骤后，就可以将之前所创建的边界线转化为曲线，然后将转化后的曲线保存为IGS格式。这样就可以IGS数据导入到proe软件中进行三维建模了。
转化曲线
3.构建曲面：使用proe软件导入之前保存的IGS文件，首先要为三维建模中所需要用到的平面建立基准平面。
建立基准平面，然后就可以根据基准平面对图形进行拉伸建模。
拉伸建模：对于水缸盖的内槽部分，由于其上下两条线段的形状不同，且存在斜度，并不能直接用拉伸来建模。内槽的曲面为蜗壳形状，其上下两条线段并不是连续的线段，而是由多条线段拼接而成的，所以可以分别对内槽曲面的不同部分使用边界混合功能。分别对曲面的各部分进行边界混合处理后，使用合并功能将这些曲面形成一体，再使用实体化功能，这样就可以建立处水缸盖的内槽模型了。实体化是水缸盖建模中的一个难点，处理这个步骤需要用到较多的时间。
内槽建模：而在之前点云图中没有转化出来的部分水缸盖外型曲线，则根据游标卡尺测量的数据，使用草绘功能将其绘制出来，再进行拉伸建模。主要的内槽到这里就完成了，剩下外轮廓部分可以根据需要进行再设计，也可以直接用量具进行测绘。 完成上述步骤后，就得到完整的水缸盖三维模型了。
完成建模：当把水缸盖三维模型修补完后，将其保存，并另存为STL格式，就可以将其导入到3D打印机中进行快速生产。
4.快速成型
要得到3D打印出来的水缸盖实物，需要先对水缸盖的三维模型进行3D打印的参数设置。由于3D打印机的选用对逆向工程并不会造成太大的影响，所以这里选用联泰公司出品的型号为RSPro-450的3D打印机，并使用与此3D打印机的配套软件Magics20.04对三维模型进行设置。
首先要修改三维模型的摆放位置，将模型呈45度摆放打印板上，可以减少材料的使用，起到节省材料的作用。
设置摆放位置：调整完模型的位置后，就需要设置3D打印的切片属性了。切片属性的设置会影响到3D打印产物的质量，所以要谨慎设置。设置好切片属性后，就可以将切片文件保存，将其导入到3D打印机中进行生产。
设置切片属性：当3D打印机打印完毕后，就可以得到水缸盖的逆向工程实物了。完成实物！
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