Cimatron是以色列Cimatron公司开发的CAM软件。以其灵活的曲面造型功能，强大的数控功能，易学易用，操作灵活方便，赢得了众多设计师和数控编程人员的青睐。它在逆向工程方面也有非常好的解决方案。随着产品的推出和国产化要求的提高，很多企业都面临着如何获取现有零部件的产品模型，然后批量加工零部件的问题。另一方面，随着测量技术的不断发展和产品检验要求的提高，测量机也广泛应用于质检部门。逆向工程成为满足这种需求的利器。Cimatron的逆向工程功能全面，在北美和西欧应用广泛。对于每个点云，用户可以根据实际情况选择是从点云生成几何样条曲线，还是直接从点云生成曲面模型。生成的表面模型的精度可以通过彩色地图进行分析。图1切纸刀手柄点云图Cimatron支持多种数据格式的测量机，包括ASCII、g代码和CMM。而且，用户可以定制数据格式处理器，使系统可以读取更多格式的数据信息。这些格式包括ASCII、g代码、CMM、MDA、MDB、ISO、CIM等。Cimatron为工程技术人员提供了一套完整的点云处理工具：点云分割、投影、删除、加密、过滤、去噪、断点分析等。采用不同误差修正的二维、三维贝塞尔或NURBS样条曲线将点连接成曲线，在一定角度范围内可以手动确定或自动检测角点。图2逆向工程自动恢复曲面可以利用点云数据直接生成智能网格曲面(多面体网格)，网格的单个节点可以修改而不影响曲面。可以使用完整的颜色表来显示网格和点之间的距离，或者可以直接从点云生成NURBS曲面，并且可以使用颜色表来显示点和曲面之间的距离。用户通过逆向工程获得三维产品模型后，可以利用Cimatron系统的曲面模型设计和修改功能对模型进行必要的修改和调整，然后进入加工系统实现加工编程。Cimatron逆向工程还可以让用户使用大量点云生成的、用三角形面片表示的几何模型，然后Cimatron就可以读取存储为STL的三角形面片的几何信息。在此基础上，用户可以通过数控编程直接加工所需模具。Cimatron的检验模块(Inspector)应用于产品质量检验。用户可以将质量检验的离散结果读入Cimatron，并与原始理论模型进行比较。系统将直观地显示结果零件和理论模型之间的精度差异。图3汽车覆盖件零件数学模型作者利用Cimatron逆向工程完成了单螺杆压缩机螺杆的精确建模。下面将具体的设计过程描述如下。1.单螺杆压缩机的原理和问题单螺杆压缩机由两个星轮和一个螺杆组成，其中每个星轮有11个齿，螺杆有6个槽。工作时，螺杆带动星轮转动，转轴相互垂直，螺杆与星轮的转速比为11: 6，如图4所示。星轮的齿段很简单，形状也很方便，如图5网格部分所示。根据包络原理，螺旋槽由星形轮齿形成，因此用常规方法很难精确地对螺旋进行建模。只有通过数学模型计算出螺旋槽的坐标点，才能进行逆向工程。图4螺杆与星轮的装配关系图5星轮齿的横截面图6星轮齿顶部与螺杆的啮合角度。2.解决问题的思路和方法。我们通过计算程序得到一个螺钉槽的多个坐标点，然后利用Cimatron的逆向工程模块精确设计出一个螺钉槽。接下来，将这个槽的特征分成六个相等的圆周阵列，就可以得到整个螺杆的形状。具体步骤如下。(1)
(3)用计算程序精确计算出螺杆一个凹槽的坐标点(30000点以上)。(4)修改逆向工程的配置文件，使用Cimatron直接读取零件screw.par中的坐标点文件，生成点云。如图7所示。图7。点生成的云图(Cimatron的re_enge生成的面。Re_enge提供强大的点云编辑功能：1)根据点云自动生成扫描线，即剖面线；铌
sp; 2）对点云的点进行过滤、加密等编辑处理，使点更均匀； 3）对扫描线排序，将方向相反的扫描线调整过来； 4）根据扫描线，自动生产扫描面。即得到我们所需要的曲面的大致形状。如图8所示。图8 扫描曲面
（6）通过Cimatron的曲面造型功能对曲面进行延伸、裁减等操作，得到螺杆的一个螺杆槽。再通过布尔运算得到一个螺槽的螺杆。 （7）将此螺杆槽的特征进行6等分圆周阵列，得到整个螺杆造型。 三、设计实例 我厂生产的OGD55型单螺杆压缩机星轮的转角α＝57.7°，β＝31.5°。按上述步骤进行一个螺杆槽造型如图9所示。再通过布尔运算得到单槽螺杆，如图10所示。然后将此螺杆槽的特征进行6等分圆周阵列，得到整个螺杆造型。如图11所示。
图9 通过逆向反求的槽底
图10 单槽的螺杆
图11 螺杆的完整造型
四、结论 借助逆向工程软件，我企业成功实现了单螺杆压缩机螺杆的精确三维造型，为以后利用Ciamtron的五轴加工提供了精确模型，大大提高了产品设计的效率，为项目的最终顺利完成奠定了坚实的基础。
