逆向工程技術(shù)的發(fā)展

逆向工程技術(shù)的發(fā)展

1逆向工程模型也稱為反向工程，也稱為反工程。逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的產(chǎn)品正向設(shè)計(jì)方法不同。它是根據(jù)已存在的產(chǎn)品或零件原型構(gòu)造產(chǎn)品或零件的工程設(shè)計(jì)模型,在此基礎(chǔ)上對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行CAD重建,在根據(jù)需求進(jìn)行設(shè)計(jì)和改進(jìn),是對(duì)已有產(chǎn)品設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì)和改進(jìn)。逆向工程的主要任務(wù)是將原始物理模型轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)概念或產(chǎn)品數(shù)字化模型。實(shí)物或樣件→三維測量數(shù)據(jù)→三維產(chǎn)品數(shù)?！a(chǎn)品的一體化開發(fā)。設(shè)計(jì)中充分利用CAD/CAE/CAM技術(shù)對(duì)已有的產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計(jì)服務(wù)。2測量系統(tǒng)的逆向系統(tǒng)根據(jù)測量時(shí)測量頭是否和零件接觸,可按其測量方式分兩大類。2.1測頭的一種類型故名思議,測量時(shí)測量針頭測量時(shí)和零件接觸取得數(shù)據(jù)。根據(jù)使用的測頭不同。又可分為觸發(fā)式和連續(xù)式。接觸式應(yīng)用最為廣泛的是三座標(biāo)測量機(jī)。它是20世紀(jì)6o年代發(fā)展起來的新型高效精密測量儀器,是有很強(qiáng)柔性的大型測量設(shè)備。2.2非接觸測量根據(jù)測量原理的不同,可分為三角形法、激光干涉法、激光衍射法、結(jié)構(gòu)光法、計(jì)算機(jī)視覺法、超聲波法和層析法、CT測量法、MRI測量法等。3逆向工程流程3.1下游工程的決定逆向工程是以一個(gè)物理零件或模型作為開始,進(jìn)而決定下游工程。通常采用三坐標(biāo)測量機(jī)、激光三維掃描、結(jié)構(gòu)光測量等裝置來獲取樣件的三維數(shù)據(jù)點(diǎn)。3.2創(chuàng)建變形曲面包括點(diǎn)云處理、曲線處理、曲面處理、誤差分析(1)點(diǎn)處理過程:主要包括多視點(diǎn)云的拼合、點(diǎn)云過濾、數(shù)據(jù)精簡和點(diǎn)云分塊等。(2)曲線處理過程:根據(jù)所要?jiǎng)?chuàng)建的曲線類型,曲線可以設(shè)計(jì)得與點(diǎn)的片段相同,讓曲線更光滑;也可由已存在的點(diǎn)創(chuàng)建出曲面;檢查和修改曲線,檢查曲線與點(diǎn)或其它曲線的精確度、平滑度與連續(xù)的相關(guān)性在進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。(3)曲面處理過程:根據(jù)所要?jiǎng)?chuàng)建的曲面類型,可以選擇創(chuàng)建的曲面以精確為主或以光滑為主,或兩者居中;也可由點(diǎn)云或曲線創(chuàng)建曲面;檢查和修改曲面,檢查曲麗與點(diǎn)或其它曲面或特征的精確度、平滑度與連續(xù)的相關(guān)性再進(jìn)行設(shè)計(jì)修改。(4)誤差分析:被測物對(duì)機(jī)構(gòu)引起的綜合軌跡誤差、逆向工程設(shè)計(jì)所依據(jù)的數(shù)據(jù)值存在的測量誤差、設(shè)計(jì)中的被測物存在的加工誤差、設(shè)計(jì)中的曲線擬合存在的擬合誤差等方面的綜合分析。4其他向非織造工程軟件目前,比較著名的逆向工程軟件如下:(1)Imageware(美國EDS公司),廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、家電、模具。具有強(qiáng)大的點(diǎn)云處理和NURBS曲面重構(gòu)功能。(2)Geomagic(美國RainDrop公司),主要用于玩具、工藝品等領(lǐng)域。具有豐富的數(shù)據(jù)處理手段,可以根據(jù)測量數(shù)據(jù)快速構(gòu)造出多張連續(xù)的曲面模型。(3)CopyCAD(英國DELCAM公司系列產(chǎn)品),主要處理測量數(shù)據(jù)的曲面造型。DELCAM的產(chǎn)品涵蓋了從設(shè)計(jì)到制造、檢測的全過程。(4)RapidForm(韓國INUS公司開發(fā))逆向工程軟件,主要用于處理測量、掃描數(shù)據(jù)的曲面建模以及基于CT數(shù)據(jù)的醫(yī)療圖像建模。還可完成藝術(shù)品的測量建模以及高級(jí)圖形生成。以上介紹的是常見逆向工程軟件,均是國外的。國內(nèi)在逆向工程軟件方面的研究.主要集中在高等學(xué)校(如西安交通大學(xué)JDRE、浙江大學(xué)RE-SOFT、西北工業(yè)大學(xué)NPUSRMS),但是由于系統(tǒng)穩(wěn)定性、可操作性等原因,這些研究性軟件還沒具備與國外商業(yè)化軟件競爭的條件。5逆向工程應(yīng)用(1)模具設(shè)計(jì)制造方面:現(xiàn)代制造的大量模具都是由三維曲面構(gòu)成,常常需要通過多次反復(fù)修改原始的模具型面,已得到所需的模具。然而曲面的改變卻未反應(yīng)在原始的CAD模具上,只要借助逆向工程的反求功能,可以時(shí)時(shí)的修正在制造過程中變更過的設(shè)計(jì)模型,從而得到新的完整的CAD模型。(2)用于難于用基本幾何元素來表達(dá)與定義的復(fù)雜曲面:如流線型的產(chǎn)品、工藝品以及不規(guī)則的線條組成的構(gòu)件等,在精度、完整度等方面都很難以保證,利用逆向工程則可以加快設(shè)計(jì)速度并達(dá)到很好的精度。(3)沒有圖紙或者圖紙不全,沒有CAD模型不能生產(chǎn)情況下:采用零件原件利用逆向工程進(jìn)行點(diǎn)云測量,在形成零件設(shè)計(jì)圖紙和三維CAD模型。并以此為依據(jù)利用CAM軟件生成數(shù)控NC代碼,復(fù)制生產(chǎn)一個(gè)相同的零件。(4)設(shè)計(jì)的零件要通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證的:首先在實(shí)體模型的基礎(chǔ)上縮小比例經(jīng)過各種實(shí)驗(yàn)性能測試,逐步修改實(shí)體模型。最終的實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ徒柚嫦蚬こ叹涂梢詫⑵滢D(zhuǎn)化為三維CAD模型。(5)快速檢驗(yàn)零件制造精度:通過逆向工程三維掃描技術(shù)建立零件模型和設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)的CAD模型比較。可以檢測零件的制造精度。找出設(shè)計(jì)的不足,使產(chǎn)品不斷完善。在以上幾個(gè)領(lǐng)域,逆向工程都不可或缺。其中復(fù)雜曲面產(chǎn)品的研發(fā)設(shè)計(jì)的發(fā)展最為突出?，F(xiàn)在依托高精度三維數(shù)字掃描系統(tǒng)的逆向工程,結(jié)合CAD/CAM/CAPP/RP(快速成型)是當(dāng)前產(chǎn)品設(shè)計(jì)研發(fā)的全新技術(shù)之一。涵蓋的