一、引言
　　随着现代设计方法和计算机技术的发展，反求 工程在机械工程领域获得了越来越广泛的应用。反 求工程是以先进产品设备的实物、软件（包括图纸、 程序、技术文件等）或影像（图像、照片等）等作 为研究对象，应用现代设计方法学原理、生产工程 学、材料学和有关专业知识进行系统地分析和研究， 探索掌握其关键技术，进而开发出同类的更为先进 的产品的系统工程技术。
　　目前，反求工程的应用主要集中在实物反求方 面，即借助一定的测量装置，采用特定的测量方法 对实物或模型进行测量，获取其表面特征点的几何 数据，继面利用这些特征点的几何数据在计算机上 推理重构出实物的CAD模型。在实际应用中，会经 常遇到没有零件实物或零件实物局部损坏，需要基 于程序如零件的数控加工ＮＣ　代码文件进行产品 CAD模型反求的情况。在这种情况下，如何根据零 件的数控加工ＮＣ代码文件快速得到零件的CAD模 型成为一种新的应用需求。本文基于 Cimatron 软 件，利用软件提供的已有功能，讨论了从ＮＣ代码 文件到产品ＣＡＤ模型的反求工程及相关处理方法。
　　二、ＮＣ代码文件组成及预处理
　　ＮＣ代码文件作为控制数控机床加工零件的重要技术文件，主要包括了两个方面的信息：
　 1 是数 控机床的控制信息，如刀具的选择和更换等指令、 机床进给速度控制、主轴速度控制、辅助控制等内 容；
　 2 是和零件加工直接相关的刀具运动位置信息 它最终决定了零件产品的形状。因此，第二部分信 息是反求工程最为关心的内容。通常，零件并不是 一次加工就可以完成的，而是要经过粗加工、半精 加工、精加工等过程，精加工决定了零件的最后形 状，其中给出的控制信息直接决定了零件的几何信 息。因此，我们进行零件反求是基于零件的精加工 数控文件进行的。
　　通常，一般数控机床的刀具运动有直线、圆弧 条条三种形式，在NC代码文件中分别用G01、G02 和G0３三种指令形式来进行描述，并经直线和圆弧 运动最为常见。我们主要考虑这三种运动形式。为 了提高ＣＡＤ建模精度，在进行反求之前，对ＮＣ 进行必要的预处理，根据相邻运动位置的相对关系， 适当增加数据点，进行人工插补处理。因为只关心 产品外形，和实际加工无关，所以只采用简单的等 间距插补即可，间距可以根据CAD建模的精度交互 给出。

　　三、Cimatron软件对反求工程的支持
　　Camatron具有强大的实体造型和曲面造型功 能，并且支持混合徒造型，为2D/3D产品CAD设计 提供了详尽的支持。 Cimatron在CAM方面结合了 当今先进的加工技术，实现了智能NC（AND）和 基于知识的加工（KBM），并与毛坯残留知识达到 了完美结合。Cimatron的KBM具有为用户提供优 化的刀迹轨迹和产生更加高效的NC代码的能力。 系统可以直接由立体模型去计算准确安全的刀具路 径。具有由两轴半到五轴的铣订、车床、冲床和线 切割等功能，其多样化的加工方式能得到最佳的加 工结果，并备有强大的刀具路径管理功能，可以通 过实体切削模拟来确认刀具路径的可靠度。
　　Cimatron 从 9.０ 版本提供了反向工程(Ｒe- Enge)模块，利用该模块，可以直接读取现实物体 的几何描述数据，输入Cimatron环境中。从未整理 的数字化文件开始，反向工程能够从点云来生成自 由曲面。强大的工具能把大数目的点云编辑为样条 曲线、网格（Mesh）和曲面（Nurbs），产生光顺的 CAD模型，可用Cimatron的工具包来扩展设计，例 如增加模具的拔模斜度等到，帮助用户快速完成设计 任务。反向工程模块和Cimatron的其他模块是完全 集成的，生成的三 维 曲 线 和 曲 面可以象其他 Cimatron数据库里的实体一样被编辑，并可对曲面 进行NC加工等不同处理，从而可利用最新的ＮＣ技 术成果，得到更为有效的加工文件，提高加工的效 率。

　　四、ＮＣ文件产品反求工程的实施
　　基于ＮＣ代码文件的产品反求主要内容和步骤 如下所述。
　　１.ＮＣ代码文件预处理
　　为了提高CAD建模的效率和精度，对ＮＣ清加 工代码文件进行预处理，对其中的Ｇ01、G02和G03 指令进行一定的插补处理后，进行下面的处理过程。