逆向工程技术及应用.ppt

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1、逆向工程技术及应用本章提要1逆向工程的基本概念2逆求技术的分类3产品几何形状的数字化技术4测量数据的预处理技术5模型重建6逆向工程的未来趋势及展望1.1逆向工程的概念在瞬息万变的产品市场中，能否快速地生产出合乎市场要求的产品成为企业成败的关键。而往往我们都会遇到这样的难题，就是客户给你的只有一个实物样品或手板模型，没有图纸或CAD数据档案，如木鞋模、高尔夫球头、玩具、电气外壳结构等，请制作单位复制（Copy）出来。往往拟制作的产品没有原始设计图档，而是委托单位交付一件样品或模型，工程人员没法得到准确的尺寸，制

2、造模具就更为烦杂。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（Analogtype）复制，无法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改.用传统的雕刻方法，时间长而效果不佳，这时候你就需要一个一体化的解决方案：从样品→数据→产品，为适应现代先进制造技术的发展，需将实物样件或手工模型转化为CAD数据，以便利用快速成形系统、计算机辅助系统等对其进行处理。并进行修改和优化设计。逆向工程（ReverseEngineering，RE）系统就专门为制造业提供了

3、一个全新、高效的三维制造路线。实现从实际物体到几何建模的直接转换。逆向工程是对产品设计过程的一种描述。在工程技术人员的一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过程：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。这样的产品设计过程我们可以称之为“正向设计”。逆向工程则是一个“从有到无”的过程。简单地说，逆向工程就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品的设计数据（包括设计图纸或数字模型）的过程。逆向工程的概念

4、逆向工程是以设计方法学为指导，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用各种专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有新产品进行解剖、深化和再创造，是对已有设计的再设计。逆向工程特别强调再创造。发展到现在，己成为世界各国在发展经济中不可缺少的手段或重要对策，逆向工程的大量采用为日本的经济振兴、进而创造和开发各种新产品奠定了良好基础。所谓产品再设计，就是通过观察和测试某一种产品，对其进行初始化，然后拆开产品，逐一分析单个零件的组成、功能、装配公差和制造过程。这些工作的目的就是要充分理解产品的制造过程，并以此为基

5、础在子系统和零件层面上，优化设计出一种更好的产品。实际上，任何产品问世，包括创新、改进和仿制的，都蕴含着对已有科学、技术的继承和应用借鉴。逆向工程技术定义逆向工程技术与传统的产品正向设计方法不同。它是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，在此基础上对已有产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。其主要任务是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。逆向

6、工程通常是以专案方式执行一个模型的仿制工作。2逆向工程分类从广义讲，逆向工程可分以下三类。(1)实物逆向(2)软件逆向(3)影像逆向1.实物逆向顾名思义，它是在已有实物条件下，通过试验、测绘和分折。提出再创造的关键技术；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。实物逆向对象可以是整机、部件、组件和零件。1.1试验方案和试验方法实物反求，首先要在未解体前进行功能、性能等全面试验考核，测试其各项功能和性能指标。为此，应解决以下几项内容：(1)根据样本、使用说明书，摸清有哪些功能指

7、标；(2)为要进行试验，制定试验条件和试验规范；(3)选择和完善试验台及相应测试仪表及精度；(4)对试验结果的科学处理，其中有静态数据和动态数据；(5)试验中出现故障现象的记录，为进一步分析提供依据。总之，通过试验，要客观捕捉和反映原机的真实面貌，总结其优点和不足。对有些样机，不仅要作台架试验，必要时还要作野外行走试验。1．2测绘中的几项关键(1)尺寸、精度问题。(2)曲线和曲面拟合问题。(3)无损检测问题。(4)测绘后对关键问题的分析和反设计问题。(1)尺寸、精度问题一般样机都要经出厂磨合试验和性能试验，这

8、样，其尺寸、形状、表面等精度会有变化，要反求其公差和表面精度；(2)曲线和曲面拟合问题有些零件或组件，尽管可测出其特征点，但难以勾画出其形状(例如三维曲面)，这就要用三坐标测量和CAD中曲面造型等技术去解决；(3)无损检测问题对样机的零件测绘不允许有损伤，要能恢复原状。例如：有些零件表面有耐磨、耐蚀或美观性等很薄涂层；材质成分和硬度；内表面难以测量的尺寸和形状等等，就必须用无损检测，一般可用激光技术