先进设计技术_第三学时.ppt

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1、先进制造技术王赟AdvancedManufacturingTechnology(AMT)先进设计技术有限元分析反求工程2134计算机辅助设计技术概述5绿色产品设计6可靠性设计了解逆向工程基本概念和基本步骤了解逆向工程应用领域了解RE的软件系统本节课要求逆向工程正向设计：“从无到有”，设计人员首先构思产品的外形、性能和大致的技术参数等，然后利用CAD技术建立产品的三维数字化模型，最终将这个模型转入制造流程，完成产品的整个设计制造周期。市场需求设计要求设计师的创造性活动产品反向设计：“从有到无”，就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品

2、的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。已有产品消化、再创造市场竞争的新产品反求工程流程传统的复制方法：是用立体雕刻机或液压三次元靠模铣床制作出一比一成等比例的模具，再进行量产。这种方法属称类比式复制，无法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改，已渐渐为新型数字化的逆向工程系统所取代。逆向工程(ReverseEngineering,RE)：由高速三维激光扫描机对已有的样品或模型进行准确、高速的扫描，得到其三维轮廓数据，配合反求软件进行曲向重构，并对重构的曲面进行在线精度分析、评价构造效果，最终生成IGES或STL数据，据此就能进

3、行快速成型或CNC数控加工。反向设计的两种方法逆向工程技术:“将产品样件转化为CAD模型的相关数字化技术和几何模型重建技术”的总称.逆向工程不仅仅是对现实世界的模仿，更是对现实世界的改造，是一种超越。逆向工程主要任务将原始物理模型转化为工程设计概念或产品数字化模型：一方面为提高工程设计、加工分析的质量和效率提供充足的信息；另一方面为充分利用CAD／CAE／CAM技术对已有的产品进行设计服务。实物逆向：在已有实物条件下，通过试验、测绘和分折，提出再创造的关键；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质、精度、使用规范等多方面的逆向。实物逆

4、向对象可以是整机、部件、组件和零件。软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向中有三类情况：1)既有实物，又有全套技术软件；2)有实物而无技术软件；3)无实物，仅有全套或部分技术软件。影像逆向：无实物，无技术软件，仅有产品相片、图片、广告介绍、参观印象和影视画面等，要从其中去构思、想象来逆向，称为影像逆向，这是逆向对象中难度最大的。影像逆向本身就是创新过程。目前还未形成成熟的技术。一般要利用透视变换和透视投影．形成不同透视图，从外形、尺寸、比例和专业知识，去琢磨

5、其功能和性能，进而分析其内部可能的结构。逆向工程分类逆向工程的应用领域将实物模型转化为CAD模型以进行计算机辅助分析（CAE）、计算机辅助制造（CAM）等。对外形要求较高的零部件的设计：如在飞机、汽车、摩托车、家用电器等产品开发中，根据木制或油泥模型获得产品CAD模型。快速生产一些大型设备，如航空发动机、汽轮机组等损坏的零部件，迅速回复生产。快速原型（RapidPrototype，RP）制造：如艺术品、考古文物的复制，人体骨骼、关节、假肢制造，特种服装、头盔等的制造。计算机辅助检测，利用工业CT技术，可以快速发现、定位物体的内部缺陷。机械

6、工程及制造领域（航空、航天和汽车制造等）；医疗模具、医疗器械和仿真人体器官；用于影视设计和游戏开发；纺织和客户消费领域；家具和玩具造型领域。油泥模型测量点云数据提取特征曲线曲面重构曲面模型汽车逆向工程设计反求工程的基本步骤三维实体几何形状数据采集规则或大量离散数据处理三维实体模型重建、加工等逆向工程关键技术实体模型数据采集逆向工程测量系统通过三维扫描测量实物表面的三维坐标点集，得到的大量坐标点的集合称为点云（PointCloud)。接触式测量根据测头的不同，可分为触发式和连续式。如三坐标测量机非接触式测量根据原理的不同，可分为三角形法、结

7、构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法、CT测量法、MRI测量法、超声波法和层析法等。三坐标测量机，逐点扫描，速度慢。接触式扫描激光线扫描仪,逐线扫描非接触式扫描破坏式——断层扫描逆向工程中数据采集规划产品数据采集原则：沿着特征方向走，顺着法向方向采集。1、规则形状的数据采集规划对规则形状诸如点、直线、圆弧、平面、圆柱、圆锥、球等，也包括扩展规则形状如双曲线、螺旋线、齿轮、凸轮等，数据采集多用精度高的接触式探头，依据数学定义这些元素所需的点信息进行数据采集规划。各规则元素数学描述所需的最小数据点数，要描述其公差与变化，实际需要测量更

8、多的点。2、自由曲面的数据采集规划对非规则形状，统称自由曲面，多采用非接触式探头或二者相结合。原则上，要描述自由形状的产品，只要记录足够的数据点信息即可，但评判足够数据点是很难的。实际数据采集