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计算机辅助设计（CAD）是目前制造过程中使用的最重要的工具之一。从生物医学到航空航天，它在许多不同的行业都得到了广泛的应用。
尽管一些CAD解决方案只是用于创建蓝图（如建筑图纸）的2D草图，但目前使用的大多数技术都是构建所需产品的3D表示或CAD模型。
原型产品可用于广泛的不同活动，例如通过最终零件的渲染有效传达设计意图，为车间准备蓝图，甚至使用有限元分析．
三维CAD模型介绍
自从在20世纪60年代末和70年代初引入福特、通用和波音等大型制造公司以来，3D CAD模型与手动绘图相比显示出了许多优势。
然而，这种数字化的趋势导致了一个复杂的问题——将蓝图转换为三维模型。由于全球化的影响，这一问题变得更加复杂，因为一家公司的设计部门可能位于与制造中心不同的大陆上。
市场对数字化的需求
由于全球市场的激烈竞争，各行业正被迫重新设计其设计流程和产品，以实现更高的效率，同时降低开发成本。这增加了从蓝图中数字化零件产品以开发新组件的需求。
解决此问题的一种方法是使用CAD专家从原始图形构建模型并生成新文件。但是，在处理复杂零件时，此方法可能非常耗时。此外，一些旧零件可能没有正确记录，一些图纸可能由于存储不良而难以辨认。
逆向工程
为了解决这些问题，一种被称为逆向工程(RE)的方法被开发出来。这个过程包括基于原始组件的测量生成一个重建的3D模型。该方法非常简单，因为基本的过程阶段可以分为三个步骤:
这三个阶段中，第一个阶段被认为是最重要的，因为测量的准确性和不确定性将影响程序的其余部分。为了提高测量质量，在现代车间中可以看到几种技术，包括RE和检验程序。
坐标测量机
第一阶段是基于目标的X, Y, Z坐标的记录。这些点是通过一个由操作人员手动定位的探针来收集的，比如一个关节臂，或者使用直接计算机控制，比如坐标测量机(cmm)来自动定位。
触觉探头可以安装在机床上，提供现场检查系统。工业中最通用的测量仪器是三坐标测量机。这种设备非常灵活，可以对点2020欧洲杯下注官网进行高精度的测量。
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该装置为手动操作，便于携带；它可用于现场难以接近的自由形状的测量，如模具型腔、重型设备或无法移动的零件。机床中的铰接臂和触觉探针都不如三坐标测量机精确。2020欧洲杯下注官网
这些系统的主要优点是可追溯到仪表，并可按照国际标准进行校准。此外，据报道，该系统的精度达到0.5µm以下。从这个角度来看，人类头发的直径约为30µm。
然而，这些系统的主要缺点来自测量的接触性质，如探头或被测表面的变形将产生不精度。此外，探头的清洁度、探头表面变形磨损引起的探针力，甚至热膨胀/收缩引起的温度都可能导致不准确。
表面近似光学系统
为了解决这些问题，引入了光学系统。这些技术的主要优点是测量点的快速获取：每秒48000点，而不是从全自动坐标测量机每秒200点。这将生成点云图像而不是坐标，然后用于重建模型。
许多非接触式测量技术都是基于三角测量技术，三角测量技术依赖于检测来自外部光源的反射光。这种系统的主要部件是一个准直光源，通常是一个激光二极管，以及一个由成像透镜和位置敏感二极管(PSD)组成的探测器单元。
光源和成像透镜的光轴形成固定角度，物体表面靠近两轴相交的点。工件表面上光斑的漫反射投影到探测器上。
工件表面的光学特性是不确定度的主要来源，因为漫反射光不足，无法测量非常光滑的表面。这种技术的典型测量范围在2mm到200mm之间，平均分辨率为50µm。
这些技术的主要缺点之一是对透明/反射材料的敏感性，这需要为检查做准备。欧洲杯足球竞彩这种制备需要喷涂零件，其精度约为3-5 μm。
一般来说，非接触式技术的另一个常见缺点是，不确定因素通常不为人所知或没有记录，光学方法的可追溯性也没有很好地定义。为了解决这些问题，在过去30年里开展了一项国际努力，以发展光学系统的校准和测量标准和准则。
模型的重构
一旦通过触觉或光学手段提取了测量数据，就可以通过不同的数学方法进行模型重建，并且可以根据需要使用模型。
尽管RE可能被认为是复制竞争对手部件的一种可能，因此可能会被视为负面因素，但事实证明，它是恢复或更新文档、在车间进行检查甚至分析我们周围环境的可靠方法。
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2008，在澳大利亚新南威尔士大学，研究人员使用计算机断层扫描仪（CT）的测量数据，以产生一个大白鲨咬力的计算机模型。
这项研究显示了RE的潜力，以缩小现实世界和数字化领域之间的差距，这不仅用于改善产品的开发周期，也加强了我们对周围世界的理解。
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