逆向工程技术在模具制造中的应用2.doc

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1、逆向工程技术在模具制造中的应用幽作者：上海交通大学模具技术研究所王京美王德斌刑渊I阅读次数:1396转自:不详时间:2001年4月14H15:9一、逆向工程技术的内容及其应用范用随着计算机技术的发展，CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面°在实际开发制造过程屮，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需耍通过一怎的途径，将这些实物信息转化为CAD模型，这就应用到了逆向工程技术(Revers

2、eEngineering)。所谓逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维儿何建模方法重构实物的CAD模型的过程。逆向工程技术与传统的正向设计存在很人差别。传统的产品设计一般需耍经过图1所示的设计过程。而逆向工程则是从产品原型出发，进而获収产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对英进行处理。它的设计流程如图2所示，与图1的不同之处在于设计的起点不同，相应的设计口由度和设计耍求也不相同°一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等儿个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下

3、儿个内容：(1)新零件的设计，主耍用于产品的改型或彷型设计。(2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图。(3)损坏或磨损零件的还原。(4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较。逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持，它已经成为制造业信息传递的重耍而简洁途径之一。二、逆向工程技术实施的条件1.逆向工程技术实施的硬件条件在逆向工程技术设计时，需耍从设计对象屮提取三维数据信息。检测设备的发展为产品三维信息的获取提供了硬件条件。目前，国内厂家使用较多的有英国、意大利、徳国、FI本等国家生产的三坐标测量机和三维打描仪°就测头结

4、构原理来说，可分为接触式和非接触式两种，英屮，接触式测头又可分为碾测头和软测头两种，这种测头与被测头物体直接接触，获取数据信息。非接触式测头则是应用光学及激光的原理进行的。近几年來，扌「I描设备有了很大发展。例如，英国雷尼绍公司的CYCL0N2高速扫描仪，可实现激光测头和接触式扫描头的互换，激光测头的扫描精度达0.05mm,接触式扫描测头精度可达0.02mm。可对易碎、易变形的形体及粘细花纹进行扫描。徳国G0M公司的AT0S扫描仪在测量时，可随意绕被测物体进行移动，利用光带经数据影象处理器得到实物表曲数据，扫描范］制可达8mX8nioATOS扫描不仅适于复杂轮廓

5、的扫描，而且可用于汽车、摩托车内外饰件的造型工作。此外，FI本罗兰公司的PIX-30网点接触式扌描仪，英国泰勒•霍普森公司的TALYSCAN150多传感扫描仪等，集屮体现了检测设备的高速化、廉价化和功能复合化等特点。为实现从实物——建立数学模型——CAD/CAE/CAM一体化提供了良好的硬件条件。不同的测量对象和测量目的，决眾了测量过程和测量方法的不同。在实际三坐标测量时，应该根据测量对象的特点以及设计工作的耍求确定合适的扫描方法并选择相应的扫描设备°例如，材质为硬质且形状较为简单、容易左位的物体，应尽量使用接触式¥1描仪C这种扫描仪成本较低，设备损耗费相对较少

6、，且可以输出扫描形式，便于扌描数据的进一步处理。但在对橡胶、汕泥、人体头像或超薄形物体进行扔描时，则需耍采用井接触式测量方法，它的特点是速度快，工作距离远，无材质耍求，但设备成本较高。1.逆向工程技术实施的软件条件目前比较常用的通用逆向工程软件有Surfacer>Delcam>Cimatron以及Strimo具体应用的反向工程系统主耍有以下几个：Evans开发的针对机械零件识别的逆向工程系统；Dvorak开发的仿制旧零件的逆向工程系统；H.H.DanzdeCNCCMM系统。这些系统对逆向设计中的实际问题进行处理，极人地方便了设计人员。此外，一些人型CAD软件也逐

7、渐为逆向工稗提供了设计模块。例如Pro/E的ICEMSurf和Pro/S(：ANT()()1^模块，可以接受有序点(测量线)，也可以接受点云数据。共它的象l：G软件，随着版本的提高，逆向工程模块也逐渐丰富起来。这些软件的发展为逆向工程的实施提供了软件条件。三、逆向工程设计前的准备工作做一个逆向设计的工作，可能比做一个正向设计更具有挑战性。在设计一个产品之而，首先必须尽量理解原有模型的设计思想，在此基础上还可能耍修复或克服原有模型上存在的缺陷。从某种意义上看，逆向设计也是一个重新设计的过程。在开始进行一个逆向设计而，应该对零件进行仔细分析，主要考虑以下一些耍点：(

8、1)确左设计的整体思路，