反求工程技术介绍及其应用举例

1、逆向工程技术简介及应用实例1.逆向工程的概念逆向工程(逆向工程)使用实际测量数据重建物理计算机模型，然后使用计算机辅助技术(如cad/cae/cam)进行分析、重新设计、数控编程等，最后进行处理。逆向工程目前在cad/cam中发展为相对独立的类别。通过物理模型生成cad模型，产品设计可以充分利用cad技术的优点，并适应智能、集成的产品设计制造过程中的信息交换。实施逆向工程可以充分发挥高级测量设备的优越性，可以用作cad/cam系统所需的三维输入设备和cad/cam系统处理后的故障检测评估设备，从而提高工业产品设计、提高制造自动化水平、缩短产品测试开发周期、降低生产成本等。将逆向工程技术定义为无

2、需工程绘图即可测量对象的物理模型，通过测量信息分析和处理反转相应cad模型的过程。从这个意义上说，“逆向工程”可以定义为将实物转换为cad模型的数字和几何模型重建技术的统称。逆向工程是一个综合而有力的术语，指导设计方法学，以现代设计理论、方法、技术为基础，利用各种专家的工程设计经验、知识、创新思维，解剖、深化、再造新产品是为自己设计的，再创造是逆向灵魂。从工程应用的目的出发，将逆向工程的研究领域扩大到工艺材料原理等方面的反转，是具有深远意义的反转。逆向工程是否具有独特的共性技术和内容，还是要看到新的跨学科分支。(莎士比亚，温斯顿，)现行产品中的各种复杂的高新技术在逆运动学中如何消化、改善和改善

3、消化吸收。因此，逆向工程在对新兴技术的理解、消化和普及方面的作用很大。现代人统称的设计通常是指正向设计。根据市场需求提出目标和技术要求，使设计意图成为产品。合理利用别人的设计思想加快自己产品更换的能力是在市场竞争日益激烈的今天站稳脚跟并继续发展的关键。事实上，所有产品的出现，包括设计制造领域的创新、改进、仿制品，都包括对现有科学、技术的应用和参考改进。可以看出，历史油在工程中的应用有很长的历史，但提出这样的术语，进行学问研究，是在年代中出现的。(莎士比亚，温斯顿，逆向工程)是各国技术进步和发展的快捷途径，特别是发展中国家迅速改变技术落后，提高综合设计、决策水平、制造水平，赶上世界先进水平。战后

4、日本工业恢复的必要性首先使对逆贼公社进行了初步研究，日本提出了“第一次引进、第二次国产化、第三次出口”的口号，近20年来迅速成为世界经济强国，这是生动的历史证据。逆向工程的作用和应用领域逆向工程是近年来发展起来的消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合，其主要目的是提高技术水平，提高生产率，增强经济竞争力。世界各国在经济技术发展中应用逆向工程吸收了先进技术经验，给了人们有益的启示。据统计，各国技术中70%以上来自国外，逆向工程作为掌握技术的手段，将产品开发周期缩短了40%以上，大大提高了生产率。因此，研究逆向工程技术对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高具有重要意义。逆向工程的应用主

5、要可分为以下几种情况：2.1应用于产品复制有时，定制的产品没有原始设计图形文件，但委托单位提供样例或类型。请复制单位。传统的克隆方法是用立体角机或三轴仿形铣削以1:1的比例制作模具来生产产品。此方法是模拟复制，缺点是无法创建工件尺寸绘图文件，不能用现有cad软件修改，因此被新的数字逆向工程系统取代。在这种情况下，基于零件原型的3d反转形成零件的设计图形或cad模型，并基于生成nc加工的nc代码复制相同的零件。2.2在新产品设计中的应用随着工业技术的发展和经济的发展消费者对产品的要求越来越高要在市场竞争中取胜，不仅需要产品的功能先进，还需要外形美观。在造型上针对产品外形的美学设计已不是传统训练下

6、机械工程师所能承受的。一些具有美工背景的设计师可以利用技术构思创新的美丽外形，手动制作树木模具、石膏模具、粘土模具、塑料模具、工程塑料模具、玻璃纤维模具等模型，然后通过三维测量制作表面模型。例如，在美学设计特别重要的领域需要逆向工程的设计方法，例如广泛使用实际比例的树或粘土模型，而不是在计算机屏幕上减少比例的物体投影视图来评估设计的美学效果。2.3在旧产品改进中的应用改进现有产品时，有时没有部件的cad模型，因此必须使用逆向工程技术创建产品的几何模型，然后使用现有cad软件改进原始设计。设计必须通过实验测试才能定型的工件模型时，经常使用逆向工程方法。例如，在航空航天领域，为了满足产品的空气动力

7、学要求，必须首先基于初始设计模型进行风洞实验等多种性能测试，构建满足要求的产品模型。这些零件通常具有复杂的自由形式曲面形状。最终的实验模型将成为设计这些零件和反转模具的基础。2.4在快速成型制造(rpm)应用程序中快速原型制造也称为rp技术，是以时代后期出现的材料累积法为基础的尖端制造技术，被认为是近年来制造领域的重大突破。rpm结合了机械、cad、数字控制、激光和材料科学等多种技术，自动、直接、快速、准确地将设计理念转换为具有特定功能的原型或直接制造部件，从而快速评估、修改和测试产品设计，从而大大缩短产品开发周期。基于rp系统的快速模具制造和快速铸造技术等，可快速制造零件。要应用此技术，必须

8、首先具有产品的三维几何图形模型。虽然出现了许多成功的cad 3d软件，但使用这些软件构建复杂的零件模型需要很长时间。工程界有时会提供实物，还需要实物制造模具或改进设计，因此，中经常使用逆向工程技术构建产品的几何模型。(david asser，northern exposure)另外，在计算机图形和动画、工艺美术、医疗康复工程领域，也经常需要根据实物快速建模物体的三维几何。另一个重要的应用程序(如修复损坏的艺术品或供应不足的损坏部件等)不需要复制整个零件原型，使用逆向工程技术提取零件原型的设计思想指导新设计是从实物逆向推理推断设计思想的渐进过程。因此，逆向工程技术在这些领域也具有重要的应用价值。

9、逆向工程的一般步骤逆向工程一般可分为四个阶段。(1)零件原型的数字化通常使用三坐标测量机(cmm)或激光扫描等测量设备获得零件原型表面点的三维坐标值。(2)从测量数据中提取零件原型的几何特征，根据测量数据的几何属性进行分割，并使用几何特征匹配和识别方法获得零件原型的设计和加工特征。(3)零件原型cad模型的重建将分割的3d数据在cad系统中分别拟合曲面模型，通过每个曲面碎片的交集和拼接获得零件原型曲面的cad模型。(4)重新构建cad模型的检查和修正使用重新测量导入的cad模型和加工示例的方法，以确保重新构建的cad模型满足精度或其他实验性能指标的要求。对不符合要求的人员重复上述过程，直到满足

10、零件的设计要求。4.逆向工程应用实例逆向工程可用于汽车覆盖件和模具的设计和制造。通过3坐标数据扫描重建汽车覆盖的物理模型是整个汽车工业设计和生产过程中最重要的部分之一。基于“逆向工程”生成的计算机3d模型，您可以利用现有的高级cad/cam技术执行新模型的产品设计、工艺设计、模具设计、模具制造和质量检查等后续生产过程。在数据采集方面，随着激光技术的发展，在扫描中充分利用激光方向性好的特性，采用光栅、全息、激光三角法等非接触测量方法。能够有效克服三坐标测量机的探头的补偿和刚度等机械接触测量引起的系统误差，反工程取得了新的发展。对于几何建模，建模过程是处理收集的数据的过程。传统的逆向工程方法是查找

11、测量的点云数据进行必要的编辑、多模型自动匹配、偏移、过滤器、对齐等优化、手动或半手动结构特征线，以根据结构线和域内部点云拟合各部分的曲面cad模型。不仅效率低下，而且几何模型的精度和曲面的平滑度之间的矛盾关系也没有解决。delcam经过多年的研究，提出了局部反转技术的概念，认为逆向工程的基本原则是模型的保守性。生成的cad模型必须与实际部件的主要部分匹配。如果需要更改模型，则必须更改本地区域。在此基础上，我们推出了逆向工程软件copycad及其相关的power-shape、powermill等软件套件，以便快速轻松地创建stl模型，并通过添加局部特征、曹征、工艺补充部分、加强筋设计等对罩面绘图模具建模。此外，自动生成粗加工、半精加工、精加工的数控程序，完成模具的数控加工，大大提高了逆向工程的加工效率。长安汽车公司的情况是，其汽车设计都在意大利都灵完成，接着将汽车和各零部件模型送回国内，通过逆向工程制作了cad模型，大大缩短了从设计到生成周期。海外设计-实现国内制造的结合。5.展望逆向工程研究在数据处理、补丁拟合、几何特征识别、业务专业软件和坐标测量机的研究和开发方面取得了重大成果。但是在实际应用中，整个过程仍然需要大量的人机交互，操作员的经验和素质直接影响产品的质量，很难保证自动