逆向工程技术新-教学大纲.docx

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1、逆向工程技术课程教学大纲课程名称：逆向工程技术英文名称：Reverse Engineering Technique课程代码:1214246004适用专业：车辆工程学时学分：32/2 （课堂26,实验4）应开课学期：7课程性质：专业选修编制日期：2019年7月一、课程目标逆向工程是车辆工程专业教学计划中规定的主要课程。本课程主要是让学生掌握逆 向工程的基础知识和基本能力，在掌握逆向设计的基本方法，会对基本的零部件进行逆向设 计。通过学习理论与上机操作相结合，加深学生对逆向设计的理解深度，树立学生逆向设计 的思维，并培养学生分析问题、解决问题的和创新能力，形成学生正确的世界观、人生观和 价值观。通

2、过本课程的理论学习，使学生具备如下知识和能力：1 .学生发现问题、分析问题和解决问题的能力，通过学习使学生学会对汽车零部件进行 逆向设计，形成逆向思维进行逆向设计；2 .通过学习使学生学会分析和评价汽车及其各总成的结构与性能合理选择方案,培养学 生整体思维、融会贯通、学会学习的能力。3 .掌握汽车主要零部件的逆向设计方法；二、课程教学的内容及学时分配1、课程理论教学内容及要求逆向设计技术课程主要以讲授、上机、分析计算为主，仿真分析为辅。利用计算机 辅助教学，调动学习积极性，提高教学效率。本课程目标、知识单元与学时分配见表1。表1课程目标、知识单元与学时分配教学内容教学目的和要求，教学重点和难点

3、理论 学时实验 学时对应的课 程目标1 .绪论L1逆向工程技术概述1.2 逆向工程技术的应用1.3 逆向工程中的关键技 术L3.1数据采集技术1.3.2 CAD反求建模技术1.3.3 3D打印技术1.4 逆向工程技术的发展教学目的和要求：1 . 了解逆向工程技术；2 .掌握逆向工程技术简介及工作流程；3 .熟悉逆向工程技术的常用软件及应用；4 .掌握逆向工程所用的的关键技术；5 .掌握CAD反求建模技术；6 .了解逆向工程技术的发展。重点：逆向工程的流程；难点：逆向工程关键技术。2课程目标2、4、52.三坐标数据采集系统2.1 三坐标测量系统教学目的和要求：L掌握三坐标测量系统的操作流程；2.

4、掌握PC-DMIS软件用户界面主要工具栏；2课程目标1、 2、 3、2.2 三坐标测量系统的操 作流程2.3 PCDMIS软件介绍2.3.1 PCDMIS软件简介2.3.2 PC DMIS软件用户界 面主要工具栏2.4 三坐标测量实例2.4.1 基于CAD数模的零件检测实例2.4.2 基于三坐标测量机 的曲面数字化实例3 .掌握软件的使用方法；4 .掌握基于CAD数模的零件检测实例和基于 三坐标测量机的曲面数字化实例。重点：PC-DMIS软件用户界面的学习； 难点：案例的理解与内化。43.光栅式扫描测量1. 1光栅投影三维测量技 术3. 2. 1 COMET系统组成4. 2.2 COMET系统

5、测量 策略5. 2.3 COMET测量系统 的操作流程及方法6. 2光栅投影扫描测量实 例教学目的和要求：1 .掌握三坐标测量系统的操作流程；2 .掌握PC-DMIS软件用户界面主要工具栏；3 .掌握软件的使用方法；4 .掌握基于CAD数模的零件检测实例和基于 三坐标测量机的曲面数字化实例。重点：COMET系统组成和测量策略；难点：COMET测量系统的操作流程及方 法。2课程目标1、 2、 3、44.手持式激光扫描测量4.1 手持式激光扫描测量 系统4.1.1 手持式激光扫描测 量技术4.1.2 手持式激光扫描测 量系统的组成4.2 手持式激光扫描测量 的操作流程及扫描方法4.3 手持式激光扫

6、描测量 实例教学目的和要求：1 .掌握手持式激光扫描测量系统；2 .掌握手持式激光扫描测量技术；3 .掌握手持式激光扫描测量系统的组成；4 .掌握手持式激光扫描测量的操作流程及扫 描方法；5 .掌握手持式激光扫描。重点：手持式激光扫描测量系统的组成及测 量技术；难点：手持式激光扫描测量的操作流程及扫描 方法。2课程目标1、 2、 3、4、55.关节臂式测量5.1 关节臂测量机简介5.1.1 关节臂测量机定义 及产品介绍5.1.2 关节臂测量机的工 作原理及系统组成5.2 关节臂测量机的操作 流程5.2.1 基于关节臂激光扫 描的操作流程5.2.2 基于关节臂接触式 测头的检测流程5.3 关节臂

7、测量机的检测 实例教学目的和要求：1 .掌握关节臂测量机定义及产品介绍；2 .掌握关节臂测量机的工作原理及系统组成 及操作流程；3 .掌握基于关节臂激光扫描的操作流程；4 .掌握基于关节臂接触式测头的检测流程；5 .掌握关节臂测量机的检测和激光扫描实 例。重点：关节臂测量机的工作原理及系统组成 及操作流程；难点：关节臂接触式测头的检测流程。2课程目标1、 2、 3、4、55. 3.1关节臂测量机激光 扫描实例5. 3. 2 基于 PC DIMS CAD 的关节臂零件检测实例6. Geomagic Studio 逆向 建模6. 1 Geomagic Studio 系统 简介6. 2 Geomag

8、ic Studio 操作 流程及功能6. 3 Geomagic Studio 精确 曲面建模实例6. 4Geomagic Studio 参数 曲面建模实例教学目的和要求：1 . 了解 Geomagic Studio 系统简介；2 .掌握Geomagic Studio操作流程及功能；3 .掌握Geomagic Studio精确曲面和参数曲 面建模实例减振器的设计方法。重点：操作流程及功能；难点：操作流程及功能。2课程目标 2、31.1 Geomagic Design Direct 混合建模1.2 1GeomagicDesignDirect系统简介1.3 Geomagic Design Direc

9、t混合建模流程及模 块1.4 GeomagicDesignDirect混合建模实例1.5 Geomagic Design Direc 与 Geomagic Studio 建模方法的比较教学目的和要求：1 .掌握 Geomagic Design Direct 混合建模流 程及模块；2 .掌握机械式转向器的设计与计算方法；3 .掌握 Geomagic Design Direct 混合建模实 例动；4 .掌握与Geomagic Studio建模方法的比 较。重点:Geomagic Design Direct混合建模实 例；难点：Geomagic Design Direct混合建模实例。2课程目标 1

10、、2、38 . Geomagic Qualify 计 算机辅助检测8.1 计算机辅助检测技术 简介8. 2 Geomagic Qualify 软 件系统8. 2. 1 Geomagic Qualify 系统简介8. 2. 2 Geomagic Qualify 操作流程及功能介绍教学目的和要求：1 .掌握Geomagic Qualify软件系统；2 .掌握Geomagic Qualify操作流程及功能 介绍；重点：GeomagicQualify 操作流程；难点：GeomagicQualify操作流程。2课程目标1、29. ThinkDesign 变形设计 技术9. 1 ThinkDesign 变

11、形设计 软件介绍9. 2 ThinkDesign 变形修改 实例教学目的和要求：1 . 了解变形设计软件介绍；2 .掌握ThinkDesign变形修改实例。重点：ThinkDesign变形修改实例;难点：ThinkDesign变形修改实例。2课程目标 210. FDM快速成型系统10.1 快速成型技术概述10. 2 FDM快速成型技术教学目的和要求：1 .掌握FDM快速成型技术；2 .掌握FDM快速成型操作流程；2课程目标 1、2、310. 3 FDM快速成型操作 流程10. 4 FDM快速成型实例3.掌握快速成型实例。重点：FDM快速成型操作流程； 难点：FDM快速成型操作流程。11.数控雕

12、刻快速成型制 造11. 1数控雕刻快速成型 系统11. 1. 1数控雕刻快速成 型技术11. 1.2数控雕刻快速成 型系统组成11. 1.3数控雕刻快速成 型操作流程11.2数控雕刻快速成型 实例11.2. 1双面加工操作实 例旋转加工操作实 例11.3数控雕刻快速成型 机操作注意事项教学目的和要求：1 .掌握数控雕刻快速成型系统；2 .掌握数控雕刻快速成型系统组成；3 .掌握数控雕刻快速成型系统组成；4 .掌握数控雕刻快速成型操作流程；5 .掌握数控雕刻快速成型、双面加工、旋转 加工实例。重点：数控雕刻快速成型系统组成及数控雕 刻快速成型系统组成；难点：数控雕刻快速成型操作流程。2课程目标1

13、、 2、 3、412. 3 D打印技术及系统12.1 3D打印技术概况12.2 3D打印系统及流程12.3 3D打印数据模型12.4 CubeX 3D打印系统12. 4. 1 CubeX 3D 打印机 介绍12.4.2 CubeX 3D 打印机 操作流程12.4.3 CubeX 3D 打印机 实例12. 5 Einstart 3D 打印机系 统12. 5. 1 Einstart 3D 打印机 介绍12. 5. 2 Einstart 3D 打印系 统组成及功能12. 5. 3 Einstart 3D 打印 机操作12. 5. 4 Einstart 3D 打印机 实例教学目的和要求1 .掌握打印系

14、统及流程；2 .掌握CubeX 3D打印系统;3 . 了解CubeX 3D打印机；4 .掌握数控雕刻快速成型操作流程；5 .掌握Einstart 3D打印机系统；6 .掌握Einstart 3D打印系统组成及功能;7 .掌握Einstart 3D打印机操作。重点：数控雕刻快速成型操作流程；难点：Einstart 3D打印机系统。2课程目标1、 2、 4、5、6、713. Freeform触觉设计教学目的和要求2课程目标13.1触觉设计技术简介13. 2 Freeform 触觉设计 系统13. 2. 1系统操作界面13. 2.2力反馈设备 Freeform13. 2.3主要功能模块介 绍系统特点

15、13. 3基于Freeform的数据 修复实例13. 4基于Freeform系统的 造型设计实例1 .了解触觉设计技术简介；2 .掌握Freeform触觉设计系统；3 .了解系统操作界面；4 .掌握力反馈设备Phantom；5 .掌握主要功能模块介绍；6 .掌握基于Freeform的数据修复和基于 Freeform系统的造型设计实例。重点：掌握Freeform触觉设计系统；难点：掌握主要功能模块介绍。2、 3、 4、5、614. 3-matic数字化设计 技术14. 1 3-matic软件简介14. 1. 1 3-matic 软件原理14. 1.2 3-matic 的主要功 能优势14. 1.

16、 3 3-matic 与传统逆 向工程的工作流程对比14. 2 3-matic软件界面14. 3 3-matic功能模块14. 4基于3-matic的数据 修复实例14.5 3-matic 的 STL 模型 再设计实例教学目的和要求1 .掌握3-matic软件原理；2 .了解3-matic的主要功能优势；3,了解与传统逆向工程的工作流程对比；4 .了解3-matic软件界面；5 .掌握基于3-matic的数据修和基于 3-matic的STL模型再设计实例。重点：了解3-matic主要优势；难点：了解3-matic的主要功能。2课程目标1、515 .逆向工程技术综合应 用实例15.1 逆向工程技

17、术工程 应用实例15.1.1 数据采集阶段15.L2建模设计阶段15. 1. 3编程加工阶段生产发货阶段15. 2计算机辅助检测工 程应用实例15. 2. 1传统检测方法数据采集15. 2.3 CAD模型导入与 数据对齐15. 2.4点云数据与也 模型比较15. 3逆向工程技术创新 设计实例15. 3. 1个性化U盘设计教学目的和要求1 .掌握逆向工程技术的数据采集、建模设计、 编程加工阶段、生产发货阶段；2 .掌握计算机辅助检测工程应用传统检测方 法、数据采集、模型导入与数据对齐、点云 数据与CAD模型比较；3 .了解逆向工程技术创新设计实例、个性化 U盘设计 和基于鼠型玩具的削笔刀创新设

18、计。重点：逆向工程技术的数据采集、建模设计、 编程加工阶段、生产发货阶段；难点：逆向工程技术的数据采集、建模设计、 编程加工阶段、生产发货阶段。4课程目标1、215. 3. 2基于鼠型玩具的 削笔刀创新设计2、课程实验教学内容及要求通过本次上机实验让同学们了解到逆向设计工程的思维。掌握逆向设计的思维导图，加 深学生对逆向设计的理解。为今后从事生产、科研打下较牢固的基础。实验的基本要求有以 下几点：1、上机设备完备；2、掌握逆向工程中的关键技术以及常用和新兴的软硬件系统；3、掌握软硬件系统的基本原理、系统构成和操作流程；4、懂得并能正确地使用常用逆向设计工具；5、掌握逆向工程的常用手段和方法，正

19、确使用逆向设备；6、培养学生的动手能力以及实践创新能力，培养文明生产的良好习惯；7、锻炼和培养学生的逆向思维。本课程实验学时共4学时，设2个实验，如表2所示。表2实验内容与学时分配序 号实验项目 名称实验内容与要求学时实验 类别实验 类型每组 人数必做/ 选做1瓶子外形逆向 造型设计L 了解逆向设计的基本流程及注 意事项；2.掌握逆向设计的方法并灵活应 用。2上机绘图1必做2灯罩外形逆向 造型设计1 .了解逆向设计的基本流程及注 意事项；2 .掌握灯罩实际的基本方法。2上机绘图1必做实验基本要求学生、实验教师进入实验室应遵守所有学校规章制度。认真学习实验指 导书。实验室开放时间内应遵守学校及实

20、验中心的开放安排。实验过程 中，应首先保证人身安全，认真负责、科学的使用仪器设备。编写实验报 告要规范，应包括：实验名称、目的、内容、原理、设备及仪表（名称、 规格、型号）、实验装置或连接示意图、实验步骤、实验记录、数据处理 （或原理论证、或实验现象描述、或结构说明等）；实验报告应附有实验原始记录；指导教师对每个学生的实验报告要认真批改、评分、签字。三、课程教学方法课程教学以课堂讲授为主，结合实验、作业、微课，MOOC课与相应的资源，配合多媒 体课件等共同完成课堂授课内容。采用E-mail、QQ、微信等交流工具，加强和学生之间的 交流和沟通。课堂讲授通过启发式教学、讨论式教学等教学方法和手段培

21、养学生的学习兴趣，提高其 应用基本概念和理论提高分析问题和解决问题的能力。本课程也会适当地安排一些仿真设计 环节和报告交流环节，培养学生自主学习能力、实际动手能力、团队合作能力、获取和处理 信息的能力、准确运用语言文字的表达能力，激发学生的创新思维。四、课程有关说明本课程的先修课程为汽车构造、CAD、机械设计、机械制图、发动机原理、发动机构造等后续课程的学习和研究打下必要的三维设计理论基础。本课程的很多内容都是汽车的重耍 总成，与这些课程相关内容的衔接和铺垫应该特别设计，才能为后续相关内容积累良好的先 验知识，已达到有效内化的目的。该课程是车辆专业最重要的专业基础课之一，学习过程中 一定要使学

22、生多操作练习，熟练掌握逆向设计的软件。通过上机操作实验课帮助学生更好地 掌握课程内容，加深对理论知识的理解，建立知识体系框架，形成自己的知识体系。五、考核方式（每个实验均撰写实验报告，实验报告按统一格式，采用统一的报告纸、统一的原始数 据记录纸。报告内容包括：实验名称、实验目的、实验仪器、实验原理、实验内容及简要步 骤、数据处理、讨论与小结、原始记录单。学生要认真书写，字迹整洁、清晰。教师认真批 改每一份报告，批改后签字，在报告上标明成绩。）2.考核方式（1）实验课程的考核方式：考试以认知介绍等形式进行；（2）实验课考核成绩按百分制评定，由期末考试与平时成绩综合给出。实际操作考试 占总成绩的6

23、0%；实习报告占总成绩的40%。（3）实习完毕，无实习报告，成绩按不及格记。（4）凡实习期间严重违反实习纪律，经（院）系实习领导小组提出，（院）系分管领 导批准，该实习生实习成绩总评为不及格。六、建议教材与教学参考书1 .逆向工程技术，成思源，机械工业出版社，2017年。2 .逆向工程技术应用教程，刘鑫，清华大学出版，2013年。3 .CATIA逆向设计基础，左克生，机西安电子科技大学出版社，2018年。表3考核方案课程目标考核环节权重考核评价依据合计结课 考试过程考核作业课堂讨论测试课程目标1、学生发现问题、分析问题和解决问题的能力， 具备基本的抽象思维和画三维图、培养学生整体思维、融 会贯通、学会学习的能力。10%10%0%5%作业完成及时率、作业的态度；测试题目的 正确率。20%课程目标2、掌握逆向设计的基本思路，建立该物体的几 何模型，进而开发出同类产品的先进技术。40%5%5%5%分析是否正确合理，逆向思路否正确；作业 完成及时率、作业的态度；测试题目的正确率， 分析过程是否规范；参与课程讨论的态度，对 所提出问题回答正确情况，发表自己的见解积极 性。65%课程目标3、利用三维抽象模型进行三维逆向设计，掌握 逆向设计的流程及方法。10%5%0%5%作业完成及时率、作业的态度；测试题目的 正确率。15%60%20%5%15%KX)%