在機(jī)械領(lǐng)域的實際應(yīng)用中,主要包括以下幾個方面:①對已有零件的復(fù)制,再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計意圖;②當(dāng)原始設(shè)計不可得時,用于對已有產(chǎn)品的改型或仿型設(shè)計;③在設(shè)備維修中對個別損壞或磨損零件的復(fù)制;④在美學(xué)設(shè)計特別重要的領(lǐng)域,通常采用真實比例的木制或泥塑模型來評估設(shè)計的美學(xué)效果,再通過逆向工程進(jìn)行設(shè)計;⑤當(dāng)設(shè)計需要實驗才能定型的工件模型時,通常采用逆向工程的方法,例如,在航天航空領(lǐng)域,為了滿足空氣動力學(xué)等要求,需要進(jìn)行風(fēng)洞實驗的產(chǎn)品模型。當(dāng)零件損壞或磨損時,可以通過三維掃描的方法,重構(gòu)該零件的數(shù)字模型,對損壞的零件表面進(jìn)行還原或修補(bǔ)。嘉興建模逆向造型案例
逆向工程技術(shù)并不是孤立的,它和丈量技術(shù)、CAD/CAM技術(shù)有著千絲萬縷的聯(lián)系。從理論角度分析,逆向工程技術(shù)能按照產(chǎn)品的丈量數(shù)據(jù)建立與現(xiàn)有CAD/CAM系統(tǒng)完全兼容的數(shù)字模型,這是逆向工程技術(shù)的目標(biāo)。但憑借目前人們所把握的技術(shù),包括工程上的和理論上的(如曲面建模理論),尚無法滿足這種要求。特別是針對目前比較流行的大規(guī)模“點云”數(shù)據(jù)建模,更是遠(yuǎn)沒有達(dá)到直接在CAD系統(tǒng)中應(yīng)用的程度?!包c云”數(shù)據(jù)的采集有兩種方法:一種是使用三坐標(biāo)丈量機(jī)對零件表面進(jìn)行探測,另一種是使用激光掃描儀對零件表面進(jìn)行掃描。采集到的數(shù)據(jù)經(jīng)過CAD/CAM軟件處理后,可以獲得零件的數(shù)字化模型和用于加工的CNC程序。圖2所示為使用激光掃描儀丈量的摩托車發(fā)動機(jī)砂型排氣道點云圖。 海鹽掃描逆向造型工藝逆向工程(Reverse Engineering) 也稱反求工程、反向工程等。
逆向設(shè)計也稱為反求設(shè)計,是針對消化吸收先進(jìn)技術(shù)的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合,它是以產(chǎn)品或設(shè)備的實物、軟件(圖紙、程序、技術(shù)文件等)或影像(圖片、照片等)作為研究對象,應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計理論方法、生產(chǎn)工程學(xué)、材料學(xué)和有關(guān)專業(yè)知識進(jìn)行系統(tǒng)深入地分析和研究,探索掌握其關(guān)鍵技術(shù),進(jìn)而開發(fā)出同類的先進(jìn)產(chǎn)品。1、實物逆向:它是在已有實物的條件下,通過試驗、測繪和詳細(xì)分析,提出再創(chuàng)造的關(guān)鍵。其中包括功能逆向、性能逆向、方案、材料、精度、使用規(guī)范等眾多方面的逆向。實物逆向?qū)ο罂梢允钦麢C(jī)、部分組件和零件。2、軟件逆向:產(chǎn)品樣本、技術(shù)文件、設(shè)計書、使用說明書、圖紙、有關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)、管理規(guī)范和質(zhì)量保證手冊等均稱為技術(shù)軟件。軟件逆向中有三類情況:一是既有實物,又有全套技術(shù)軟件;二是有實物而無技術(shù)軟件;三是無實物,有全套或部分技術(shù)軟件。每類逆向各有特點和難點。3、影像逆向:既無實物,又無技術(shù)軟件、有產(chǎn)品相片、圖片、廣告介紹、參觀印象和影視畫面等,要從中去構(gòu)思、想象來逆向,稱影像逆向,這是逆向?qū)ο笾须y度比較大的。
當(dāng)前情況下,逆向工程主要在汽車、電子、玩具、航天、家具家電產(chǎn)品等領(lǐng)域應(yīng)用較為,它通過數(shù)字化制造技術(shù)充分的將資源有效利用,將產(chǎn)品的研發(fā)周期縮短、產(chǎn)品研發(fā)局限性減少、產(chǎn)品的生產(chǎn)制造成本降低,從而有效的提升了企業(yè)的競爭力。其主要的應(yīng)用特點有以下幾個方面:(1)無產(chǎn)品、零件圖紙的情況下逆向生成產(chǎn)品樣件:在沒有設(shè)計圖紙或者設(shè)計圖紙不完整、沒有三維建模的情況下,在對產(chǎn)品原形進(jìn)行測量、分析、數(shù)據(jù)重組后形成產(chǎn)品的設(shè)計圖紙或三維模型,并以此為基礎(chǔ)通過快速成形技術(shù)復(fù)刻出相同或經(jīng)過調(diào)整的產(chǎn)品實物樣件:(2)通過實測模型得出設(shè)計產(chǎn)品及反推其模具的根據(jù):在設(shè)計需要通過實驗測試才能定型的產(chǎn)品模型時,通常采用逆向工程的方法。比如汽車造船領(lǐng)域、航空航天領(lǐng)域,為了滿足產(chǎn)品對空氣動力學(xué)等技術(shù)要求,首先要求在初始設(shè)計模型的基礎(chǔ)上經(jīng)過各種性能測試,如阻力壓力測試、碰撞變形測試等,建立符合產(chǎn)品要求的外形模型,終通過對實驗?zāi)P瓦M(jìn)行實測所得到的數(shù)據(jù)將成為設(shè)計這類產(chǎn)品及反推其模具的重要依據(jù)。 逆向設(shè)計也可以提高產(chǎn)品的可靠性和可維護(hù)性。
快速成形技術(shù)快速成形技術(shù)(簡稱RP)是由CAD模型直接驅(qū)動的快速制造任意復(fù)雜形狀三維物理實體的技術(shù)總稱,是一種集CAD/CAM、CNC、激光、新材料等技術(shù)于一體的現(xiàn)代先進(jìn)制造技術(shù)。該技術(shù)改變了傳統(tǒng)的通過去除多余材料獲得零件的方法,利用分層制造、逐層累加成型的原理,可自動、直接、精確、快速地將設(shè)計思想轉(zhuǎn)變成具有一定功能的原形實物零件,制造速度、制造成本與零件的復(fù)雜程度基本無關(guān),從而可對實物零件進(jìn)行快速功能驗證、市場評估、修改定型。用定型零件進(jìn)行模具的快速制造,可以實現(xiàn)零件的批量生產(chǎn)。因此,采用該技術(shù)可地縮短新產(chǎn)品的研制開發(fā)周期,降低研制開發(fā)的成本??焖俪尚偷幕具^程是:首先設(shè)計出所需零件的計算機(jī)三維模型(數(shù)字模型、CAD模型);其次根據(jù)工藝要求,按照一定的規(guī)律將該模型離散為一系列有序的單元,通常在Z向?qū)⑵浒匆欢ê穸冗M(jìn)行離散(習(xí)慣稱為分層),把原來的三維CAD模型變成一系列的層片;再次根據(jù)每個層片的輪廓信息,輸入加工參數(shù),自動生成數(shù)控代碼;由成形系統(tǒng)成形一系列層片并自動將它們聯(lián)接起來,得到一個三維物理實體。 逆向工程是在圖紙不完整,而有樣品的情況下,利用三維掃描測量儀,測量樣品表面數(shù)據(jù),進(jìn)行重構(gòu)的設(shè)計。嘉興建模逆向造型案例
實物逆向以產(chǎn)品實物為依據(jù),對產(chǎn)品的設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)、材料、精度、制造工藝、包裝、使用進(jìn)行研究和再創(chuàng)造。嘉興建模逆向造型案例
逆向工程(又稱逆向技術(shù)),是一種產(chǎn)品設(shè)計技術(shù)再現(xiàn)過程,即對一項目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行逆向分析及研究,從而演繹并得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等設(shè)計要素,以制作出功能相近,但又不完全一樣的產(chǎn)品。逆向工程源于商業(yè)及領(lǐng)域中的硬件分析。其主要目的是,在不能輕易獲得必要的生產(chǎn)信息下,直接從成品的分析,推導(dǎo)出產(chǎn)品的設(shè)計原理。逆向工程是由高速三維激光掃描機(jī)對已有的樣品或模型進(jìn)行準(zhǔn)確、高速的掃描,得到其三維輪廓數(shù)據(jù),配合逆向軟件進(jìn)行曲向重構(gòu),并對重構(gòu)的曲面進(jìn)行在線精度分析、評價構(gòu)造效果,終生成IGES(初始化圖形交換規(guī)范)或STL(標(biāo)準(zhǔn)模塊庫)數(shù)據(jù),據(jù)此就能進(jìn)行快速成型或CNC(計算機(jī)數(shù)字控制機(jī)床)數(shù)控加工。 嘉興建模逆向造型案例