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精通逆向工程技术的方法和技巧

时间:2026-01-23 理论教育 南栀 版权反馈
【摘要】:目前,大多数关于逆向工程的研究主要集中在实物的逆向重构上,被称为“实物逆向工程”。逆向工程主要由三部分组成:产品实物几何外形的数字化子系统、三维CAD模型重建子系统、产品或模具的制造子系统。

逆向工程技术是现代化大生产中的重要技术手段之一,对提高工业产品设计水平、缩短生产周期、增强产品在市场上的竞争力有着重要的意义。

1.逆向工程的定义

逆向工程(Reverse Engineering,RE)也称反求工程、反向工程。目前,大多数关于逆向工程的研究主要集中在实物的逆向重构上,被称为“实物逆向工程”。

实物逆向工程可定义为:将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品制造技术的总称,是将已有产品或实物模型转化为工程设计模型和概念模型,在此基础上对已有产品进行解剖、深化和再创造的过程;也即指对存在的实物模型和零件进行测量,根据测量结果重构CAD模型以及最终产品制造的一个过程。CAD模型可以用于分析、修改、制造和检验等多种目的。

2.逆向工程系统组成

逆向工程的思想最初是来自从油泥模型到产品实物的设计过程。

目前基于实物的逆向工程应用最广的还是进行产品复制和仿制,尤其是产品的外观设计,因为不涉及复杂的动力学分析、材料、加工热处理等技术难题,相对易实现。

逆向工程主要由三部分组成:产品实物几何外形的数字化子系统、三维CAD模型重建子系统、产品或模具的制造子系统。

建立一套完整的逆向工程系统需要下列基本配备:

①测量设备,例如:三坐标测量仪、三维扫描仪;

②点数据处理软件,即逆向工程软件,例如:Imageware、Geomagic;

③CAD/CAM/CAE软件,例如:UG、Pro/E、CATIA;

④CNC机床;

⑤快速成型机或塑料注射成型机、轧出机、钣金成型机等。

3.逆向工程流程(如图7-47所示)(https://www.xing528.com)

图示

图7-47 逆向工程流程

①首先通过测量扫描以及各种先进的数据处理手段获得产品实物信息。

②充分利用成熟的CAD/CAM技术,快速、准确地建立实体几何模型。

③在工程分析的基础上,数控加工出产品模具。

④制成产品。

4.逆向工程应用

①对产品外形的美学有特别要求的领域,为方便评价其美学效果,设计师用油泥、黏土或木头等材料把所要表达的意向以实体的方式表现出来。

②当设计需要通过实验测试才能定型的产品,如在航天航空、汽车、飞机等领域,为了满足空气动力学的要求,要经过在实体模型上进行各种性能测试(如风洞实验等)转换为产品的三维CAD模型及其模具。

③在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下。

④在模具行业,经常需要反复修模,而这些几何外形的变化并未反映在原始的CAD模型上。

⑤逆向工程在新产品的开发、创新设计上同样具有相当高的应用价值。利用逆向工程技术,可以直接在国内外已有产品的基础上,进行结构性能分析、设计模型重构,再设计优化与制造,吸收并改进国内外先进的产品和技术,极大地缩短产品开发周期,有效地占领市场。

⑥逆向工程技术在医学领域的假体设计、制作、植入及外科手术规划等方面得到了应用,发展前景良好。特种服装、头盔的制造等要以使用者的身体为原始的设计依据,此时需要利用逆向工程技术建立人体的几何模型。

⑦逆向工程应用于正向设计结果的检验,也称为计算机辅助检测。

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