逆向工程在产品设计实践中的运用05672

1、逆向工程在产品设计实践中的应用金俊长江(沈阳航空工业学院工业设计系110034)W摘要表面形态的产品设计是当今工业设计领域的一大潮流。形状独特、曲线优美的产品也日益成为广大消费者的追求。在此基础上，在众多产品设计中包含了设计师的无限想法大象和创造力，表面造型产品也以亲和力，人性化的角度出现在人们面前。在具有表面特征的产品设计过程中，对产品形态的早期想法、构想是对产品本身建模特征的设计师感性把握。进入产品设计后期，即工程、结构设计阶段，设计师需要对产品建模特征曲线、表面进行理性和定量的分析。逆向工程介入设计过程无疑成为产业设计者进行表面建模的有力武器。逆向工程是现

2、代产业设计中最常用的CAID手段之一，是开展工业设计教育的教育单位，也是工业设计探索的科研单位。我一直在教育领域活动到生产力的切换领域取得了很好的效果。与永久润氏贸易有限公司合作，进行了帕萨特、中国、高尔夫轿车用挡泥板设计，辛维雅新一代豪华轿车的全面造型设计。关键字CAID、逆向工程、产品设计、曲面1.工程给产品设计过程带来了重大变化在工业设计领域，有很多曲线曲面设计，包括移动物体的外形，例如汽车、飞机和船只的造型设计。这些交通工具的光滑形状直接影响运动性能。因此，提出了曲线曲面的CAD/CAM建模方法，牙齿端也影响产品设计的各个领域。逆向工程是最常用的CAID手段之一。作为新式产品开发概念，

3、逆向工程技术综合了3d测量、高速整形等高级技术，是在设计图形或设计图形不完整且没有CAD模型的情况下，根据现有部件的模型(称为部件原型)使用多种数字技术和CAD技术重建原型CAD模型的过程。逆向工程是近年来发展起来的，消化和吸收了一系列先进的分析方法和应用技术，其主要目的是提高产品生产的技术水平，提高生产效率，增强企业及其产品的市场竞争力。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，70%以上的国家技术来自国外，逆向工程作为掌握技术的手段，可以将产品开发周期缩短40%以上，大大提高生产率。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

4、重要意义。逆向工程技术对整个产业设计具有重要意义。有了牙齿技术，设计师的设计意图就会真实再现。以轿车的设计为例，在产品开发初期，设计师的意图反映了设计师的意图和理念，直到租赁效果、磁带、模型制作完成为止。如何将这些概念模型转换为产品？接下来的事交给逆向工程技术。使用3坐标测量机作为原件，对设计人员的模型进行精确数字扫描，获得三维轮廓数据。通常，可以将大量离散点云与特殊逆向工程软件相结合，与曲面重构、实体生成、数字加工中心一起加工模具，投入生产。如果相同的设计过程是针对一些小型产品的，可以通过快速成型机制作样品，也可以通过硅模具进行少量批量生产，可以快速将产品投入市场，从而验证市场，为商家抢占机

5、会，还可以节省很多宝贵的时间，有效地降低风险。可见，在现代产业设计过程中，逆向工程已成为产品设计开发中不可或缺的强大手段。2.工程在设计实践活动中的应用沈阳是全国著名的装备制造业基地，放眼全国，制造业竞争激烈残酷。南方的部分地区在改革开放后成为制造业的另一个终生进军是由于采用了大量的高科技和设备。对于产业设计，CAD/CAM技术的使用无疑是设计向产业转型的纽带。沈阳航空工业学院工业设计系是我国东北地区较早开设的工业设计系之一，借着我们学院以公共为主的优势，在正规教育之外，还对将设计转变为商品的技术研究进行了有益的尝试。(威廉莎士比亚，美国电视电视剧，美国电视电视剧)以我系与辽宁省永久润氏贸易有

6、限公司合作开发轿车用挡泥板为例，这是以逆向工程为主要设计开发手段的典型产品设计过程(见图)。首先，在设计输入阶段，顾客首先确定想开发挡泥板的车型(例如以帕萨特车型为例)，设计者在充分调查的基础上确定了牙齿车型的造型要素，即圆而饱满的车身轮廓，车身造型中曲线表面很多，但不失坚固。不久设计草图和方案得到了客户的批准，接着在实际车上直接制作了统一的油土模型造型。牙齿中间省略了尺寸线图的制作阶段。挡泥板形状复杂，表面多，难以用图纸表达，由于工作环境的限制(车身下)，尺寸画或磁带画看起来毫无意义。效果图表明，在实差条件下，挡泥板的距离高度、宽度确定，造型也得到了客户的认可，下一步进入后期的逆向工程阶段。

7、(威廉莎士比亚、逆向工程、逆向工程、逆向工程、逆向工程、逆向工程、逆向工程、逆向工程、逆向工程)通过激光测量仪，油泥模型中的数据转换为离散点云形式的三维数据，通常由数万个空间点组成，将牙齿数据导入I-DEAS、Surfacer和UG等逆向工程软件，以重建表面。一般步骤如下：导入点云以消除噪波。提取用于创建曲线的特征点云。使用完成购买的多条曲线构成表面。表面物体通过特定的过程构建成实体。对牙齿实体执行其他相应操作，如加固板块、安装孔打开等。当然，这只是大致的步骤，表面重建是一项艰苦的工作。点，线，面构成的质量好坏，实体建设的好坏，以及快速成型的成败直接相关。构建实体CAD模型后，可以快速整形、试

8、点生产、装配到实际车辆上以执行验证。如果不满足设计要求，则应修改CAD数字模型，直到满足要求。快速整形和验证后，完成后可进行数控模具加工。这样宣布挡泥板的设计完成了。同样的逆向工程过程也用于我们系和symbily yabus公司的新型豪华巴士设计。这些造型包括车前脸、前车灯灯罩、两侧车身、保险杠等。这些元件都是玻璃钢零件。在整个设计过程中，笔者参与了1: 5和1:1比例的泥浆模型的制作，甚至参与了后期的逆向工程。在牙齿期间，我深切感受到模型对产品设计的重要性。可以说是设计师的主意。思想都是由模型完全体现出来的。实心模型形状的起伏，转折点是全方位的感觉。在每个事件中，不仅可以进行观察评价，而且他

9、的形体是真实的，可以触摸到的。因此，要想做好后期表面重建，对模型本身的造型有更深的理解，才能忠实地再现设计师的想法。使用ATOS照片扫描系统测量均匀的车身模型点云数据后，也重建了曲面。在牙齿后的玻璃钢车身加工过程中，有尺寸参考的依据。公共汽车的结构设计者可以从三维曲面车身截取任意剖面线，制作装配图，指导生产。在曲面重建过程中，我们采用了用于处理大型点云的专用软件Surfacer。牙齿软件的优点是，可以将整个点云看作一个对象，计算过程大大加快。点云的方便有效的功能大大加快了建模进度。由于牙齿点云数据的杨怡很多，因此根据原车建模，将它们分为灯罩、缓冲器、正面、侧面车身等几个部分进行制作。工厂必须预

10、先提供每个零件之间的装配关系和相应的必需尺寸。这些固定尺寸不能轻易更改，必须严格遵循建模。逆向建模工作是一项耗时的工作。和前面介绍的方法一样，在占卜上站着，面子上的每一步都要耐心调整。这种工程首次涉及，不是一下子就完成的。经过与工厂结构设计师的多次调整，最终可以通过。工程对产业设计的广泛影响作为教育单位，除了教学以外，把理论与实践相结合，把设计投入生产，是所有工业设计教育者的心。我们系除了教授外(大部分是假期完成的)，还多次与制造商合作开发新产品，将学院的科研优势付诸实践，同时提高了自己的设计、科研水平，提高了教学质量。产业设计的活动与商业化、制造、市场密切相关，逆向工程是顺应制造业发展的需要而发生的，利用牙齿技术，商家可以迅速抢占机会，战胜市场，有效规避投资风险。总之，逆向工程对于工业设计本身来说只是先进的工具手段，与设计师本身的理念、创意