逆向工程基本概念

逆向工程設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用和常用支持軟件第一頁(yè)，共十五頁(yè)。一、逆向工程的基本概念和關(guān)鍵技術(shù)1、逆向工程的概念2、逆向工程的基本步驟3、逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)第二頁(yè)，共十五頁(yè)。1、逆向工程的概念傳統(tǒng)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)通常是從概念設(shè)計(jì)到圖樣，再制造出產(chǎn)品，我們稱之為“正向設(shè)計(jì)”，是一個(gè)“從無到有”的過程。而產(chǎn)品的逆向工程是按照產(chǎn)品的引進(jìn)、消化、吸收與創(chuàng)新的思路，以“實(shí)物-原理-功能-三維重構(gòu)-再設(shè)計(jì)”框架進(jìn)行工作，是一種逆向思維的工作過程，是一個(gè)“從有到無”的過程。第三頁(yè)，共十五頁(yè)。1、逆向工程的概念逆向工程(ReverseEngineering，RE)，是一種以先進(jìn)產(chǎn)品設(shè)備的實(shí)物、樣件、軟件(包括圖樣、程序，技術(shù)文件等)或影像(圖像、在照片等)作為研究對(duì)象，應(yīng)用現(xiàn)代設(shè)計(jì)方法學(xué)、生產(chǎn)工程學(xué)，材料學(xué)和有關(guān)專業(yè)知識(shí)進(jìn)行系統(tǒng)分析和研究，探索掌握其關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)而開發(fā)出同類的更為先進(jìn)的產(chǎn)品的技術(shù)。其中實(shí)物反求的應(yīng)用最為廣泛。簡(jiǎn)單地說．逆向工程就是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型，反向推出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(包括設(shè)計(jì)圖紙或數(shù)字模型)的過程。第四頁(yè)，共十五頁(yè)。2、逆向工程的基本步驟(1)分析階段：對(duì)反求對(duì)象的功能原理，結(jié)構(gòu)形狀、材料性能、加工工藝等方面有全面深入的了解．明確其關(guān)鍵功能及關(guān)鍵技術(shù)，對(duì)涉及特點(diǎn)和不足之處做出評(píng)估。(2)再設(shè)計(jì)階段：包括對(duì)樣本模型的測(cè)量規(guī)劃、模型的重構(gòu)、改進(jìn)設(shè)計(jì)，仿制等．(3)產(chǎn)品制造階段。第五頁(yè)，共十五頁(yè)。3、逆向工程的關(guān)鍵技術(shù)1、反求對(duì)象的數(shù)字化方法與技術(shù)反求對(duì)象的數(shù)字化是通過特定的測(cè)量設(shè)備和測(cè)量方法獲取零件表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)。即樣件表面的數(shù)據(jù)采集，使反求工程CAD緘默的首要環(huán)節(jié)。數(shù)據(jù)采集要求高效、高精度。2、三維模型重構(gòu)技術(shù)所謂三維模型重構(gòu)技術(shù)，就是根據(jù)所采集的樣本級(jí)和數(shù)據(jù)在計(jì)算機(jī)內(nèi)重構(gòu)樣本模型的技術(shù)。第六頁(yè)，共十五頁(yè)。二、逆向工程軟件專門的逆向下程軟件有：如美國(guó)的SDRC公司的IMAGEWARESURFACER；英國(guó)DELCOM公司的COPYCAD；英國(guó)RENISHAW公司的TRACE。許多主流的CAD／CAM軟件中集成了反求工程模塊，如UG／QuickShape；PR0／E中的PRO／ICEMSURF、PR0／DESIGNER;PRO／SCANTOOLS;CIMATRON中的REVERSEENGINEERING等。第七頁(yè)，共十五頁(yè)。三、逆向工程的應(yīng)用(1)由于某些原因，在只有產(chǎn)品或產(chǎn)品的工裝．沒有圖紙和CAD模型的情況下，卻需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行有限元分析、加工、模具制造或者需要對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行修改等等，這時(shí)就需要利用反求工程手段將實(shí)物轉(zhuǎn)化為CAD模型。第八頁(yè)，共十五頁(yè)。三、逆向工程的應(yīng)用(2)對(duì)外形美學(xué)要求較高的零部件設(shè)計(jì)，例如在汽車的外形設(shè)計(jì)階段是很難用現(xiàn)有的CAD軟件完成的。通常都需要制作外形的油泥模型，再用反求工程的方法生成CAD模型。(3)將反求工程和快速原型制造(RPM)相結(jié)會(huì)，組成產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造、檢測(cè)，修改的閉環(huán)系繞，實(shí)現(xiàn)快速的測(cè)量、設(shè)計(jì)、制造、再測(cè)量修改的反復(fù)迭代，高效率完成產(chǎn)品的初始設(shè)計(jì)。第九頁(yè)，共十五頁(yè)。三、逆向工程的應(yīng)用(4)計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)。企業(yè)在進(jìn)行質(zhì)量控制時(shí)，對(duì)于外形復(fù)雜的產(chǎn)品檢測(cè)往往非常困難，這時(shí)使用逆向工程的方法對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量，并把測(cè)量到的大量數(shù)據(jù)點(diǎn)與理論模型進(jìn)行比較，從而分析產(chǎn)品制造誤差。第十頁(yè)，共十五頁(yè)。三、逆向工程的應(yīng)用(5)損壞或磨損零件的還原：當(dāng)零件損壞或磨損時(shí)，可以直接采用反求工程的方法重構(gòu)出CAD模型，對(duì)損壞的零件表面進(jìn)行還原和補(bǔ)修。由于被檢測(cè)零件表面磨損、損壞等原因，會(huì)造成測(cè)量誤差，這就要求反求工程系統(tǒng)具有推理和判斷能力。例如，對(duì)稱性、標(biāo)準(zhǔn)尺寸、平面間的平行和垂直等特性。最后，加工出零件。第十一頁(yè)，共十五頁(yè)。三、逆向工程的應(yīng)用（6）數(shù)字化模型檢測(cè)：對(duì)加工后的零件，進(jìn)行掃描測(cè)量，再利用反求工程法構(gòu)造出CAD模型，通過將模型與原始設(shè)計(jì)的CAD模型在計(jì)算機(jī)上進(jìn)行數(shù)據(jù)比較，可以撿測(cè)制造誤差，提高檢測(cè)精度。（7）其他應(yīng)用：在汽車、航天、制鞋、模具和消費(fèi)性電子產(chǎn)品等制造行業(yè)，甚至在休閑娛樂行業(yè)也可發(fā)現(xiàn)反求工程的痕跡。第十二頁(yè)，共十五頁(yè)。基于逆向工程的摩托車覆蓋件設(shè)計(jì)覆蓋件是摩托車的重要組成部分，為了減小行駛阻力和外形美觀，一般都做成復(fù)雜的自由曲面，設(shè)計(jì)時(shí)如果直接用CAD軟件建模，不僅操作困難，而且十分耗時(shí)。在已有原型的基礎(chǔ)上，采用逆向工程對(duì)摩托車覆蓋件進(jìn)行三維建模和重新設(shè)計(jì)將是一種有效的方法。以摩托車覆蓋件為例，從實(shí)物原型的數(shù)據(jù)采集、點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理和實(shí)體建漠三個(gè)方面描述逆向工程的實(shí)現(xiàn)過程。第十三頁(yè)，共十五頁(yè)?；谀嫦蚬こ痰哪ν熊嚫采w件設(shè)計(jì)首先利用三維激光掃描儀對(duì)摩托車覆蓋件表面進(jìn)行測(cè)量，獲取三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)。然后在Imageware軟件中進(jìn)行點(diǎn)云的去噪處理、特征點(diǎn)的提取、特征曲線的構(gòu)建和曲面的拼接。最后在Unigraphics軟件中進(jìn)行三維實(shí)體建模，為摩托車覆蓋件的快速開發(fā)提供實(shí)體數(shù)據(jù)。在數(shù)據(jù)處理和實(shí)體建模的過程中，可以在原有基礎(chǔ)上進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)。第十四頁(yè)，共十五頁(yè)。內(nèi)容總結(jié)逆向工程設(shè)計(jì)方法的應(yīng)用和常用支持軟件。傳統(tǒng)的產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)通常是從概念設(shè)計(jì)到圖樣，再制造出產(chǎn)品，我們稱之為“正向設(shè)計(jì)”，是一個(gè)“從無到有”的過程。而產(chǎn)品的逆向工程是按照產(chǎn)品的引進(jìn)、消化、吸收與創(chuàng)新的思路，以“實(shí)物-原理-功能-三維重構(gòu)-再設(shè)計(jì)”框架進(jìn)行工作，是一種逆向思維的工作過程，是一個(gè)“從有到無”的過程。逆向工程(ReverseEngineering，RE)，是一