基于逆向工程的产品外观设计

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1、基于逆向工程的产品外观设计作者：北京服装学院王晓飞吴蓓蓓  信息来源:无忧测量  2008-3-16字体大小:小 中 大网友评论0条  进入论坛  摘要：本文针对产品外观设计过程中逆向工程技术的应用进行了探讨，重点讨论了与外观设计紧密联系的反求技术的运用及最新发展动向，并就相关问题提出了自己的看法。通过进一步的研究寻找快速、准确、高效的产品外观设计方法是这篇文章的宗旨。关键词：逆向工程。三维测量技术1、引言作为一种新产品开发以及消化、吸收先进...摘要：本文针对产品外观设计过程中逆向工程技术的应用进行了探讨，重点讨论了与外观设计紧密

2、联系的反求技术的运用及最新发展动向，并就相关问题提出了自己的看法。通过进一步的研究寻找快速、准确、高效的产品外观设计方法篇文章的宗旨.关键词：逆向工程；快速采集；曲面拟合；三维测量技术1、引言作为一种新产品开发以及消化、吸收先进技术的重要手段,逆向工程和快速原型技术可以胜任消化外来技术成果的要求。它们的出现改变了传统产品设计开发模式,大大缩短了产品开发的时间周期,提高产品研发的成功率。当今，各个行业越来越注重产品的外观设计，以此来吸引顾客，最终在商业上取得成功。这点在消费产品的设计中体现的尤为突出。特别是手机、数码相机、汽车等行业。

3、1.1逆向工程及其应用范围在工业领域，往往会碰到根据模型或实物来构建其三维数字模型的需求。这就用到了逆向工程技术，逆向工程(ReverseEngineering)也称反求工程，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量即数字化采样，然后根据测量数据通过三维几何建模方法重建实物的CAD数字模型，从而实现产品设计与制造的过程。逆向工程在工业制造领域的实际应用主要包括以下几个方面：a)新零件的设计，主要用于产品改型或仿型设计；b)已有零件的复制和仿制，再现原产品设计．复杂产品仿制等；c)损坏或磨损零件的还原，以便修复或重制；d)产品的检测，

4、例如检测分析产品的变形，检测焊接质量等，以急对加工产品与三维数字化模型之间的误差进行分析。在制造业中，逆向工程已成为消化吸收新技术和二次开发的重要建径之一。作为改进设计的一种重要手段，它有效地加快了新产品响应市场的速度。同时，逆向工程也为快速原型提供了很好的技术支持．成为制造业信息传递重要而简沽的途径之一。另外．逆向工程在文化艺术、医学领域也有较好的应用，包括根据木制或泥塑模型进行艺术美学设计，数字文物和数字博物馆，虚拟手术等。2、逆向工程的结构体系逆向工程系统主要由三部分组成:产品实物几何外形的数字化、CAD模型重建、产品或模具制

5、造。逆向工程中的关键技术是据采集、数据处理和模型的重建。(1)数据采集数据采集是逆向工程的第一步,其方法的得当直接影响到是否能准确、快速、完整地获取实物的二维、三维几何数据,影响到重构的CAD实体模型的质量,并最终影响产品的质量。(2)数据处理对于获取的一系列点数据在进行CAD模型重建前,必须进行格式转换、噪声滤除、平滑、对齐、归并、测头半径补偿和插值补点等处理。(3)模型重建将处理过的测量数据导入CAD系统,依据前面创建的曲线、曲面构建出原型的CAD模型。3、逆向工程研究及应用现状3.1基础研究现状在逆向工程的基础研究方面，内外已

6、做了大量的工作，主要集中在CAGD领域的曲面重构和实体重构算法研究。国际市场目前已出现了不少商用的逆向工程软件系统。国内有关逆向工程的基础研究也在不少单位内展开，如浙江大学、华中理工大学、西安交通大学、西北工业大学等，并取得了一定成果。由于曲面重构的复杂性，逆向工程领域还有很多问题值得研究，包括曲面重建和体视化技术、曲面造型方法、特征检测等。3.2应用研究现状作为先进制造技术的重要组成部分，逆向工程的应用研究已成为国内外关注的热点之一。逆向工程广泛应用于产品改型或仿型设计。西门子电气的逆向工程小组通过对涡轮叶片进行逆向设计，优化设计

7、方案，在不到12天的时间内就开发出了用于其它方面的新型涡轮，目前该套系统已开始对外提供逆向工程应用服务。采用光学扫描仪对水泵叶轮进行数据采集，通过逆向设计完成水泵叶轮的三维造型。另外，在汽车的改型设计中奇瑞和通用都无一例外的应用了逆向工程技术。在破旧零件的复原设计方面，2000年，波音公司应用逆向工程技术对波音747的尾翼进行了复原设计，并在一个工作日内制造出了零件，为老式飞机的维修和零件更换提供了快捷途径。逆向工程在产品检测和误差分析方面也有较好的应用。早在90年代初．NASA就应用逆向工程技术开展了一项重要研究，就是研究X-38

8、飞行器与其CAD设计模型之间的匹配精度和误差，以分析和验证CFD(计算流体力学)模拟的准确度。最近，AMT公司借助非接触的撒光扫描仪和CAI（计算机辅助检测)技术来提高零件检验的速度。扫描数据输入CAI软件，与CAD设计模型进行比较和