第七章逆向工程技術(shù)

1、逆向工程(RE，Reverse Engineering)，又稱反求技術(shù)或逆向設(shè)計(jì)，是將己有產(chǎn)品模型(實(shí)物模型)轉(zhuǎn)化為工程設(shè)計(jì)模型和概念模型、并在此基礎(chǔ)上解剖、深化和再創(chuàng)造的一系列分析方法和應(yīng)用技術(shù)的組合，可有效改善技術(shù)水平，提高生產(chǎn)率，增強(qiáng)產(chǎn)品競爭力，是消化、吸收先進(jìn)技術(shù)進(jìn)而創(chuàng)造和開發(fā)各種新產(chǎn)品的重要手段。一、順向工程傳統(tǒng)工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)均是按嚴(yán)謹(jǐn)?shù)难芯块_發(fā)流程，從確定預(yù)期功能與規(guī)格目標(biāo)開始，構(gòu)思產(chǎn)品結(jié)構(gòu)然后進(jìn)行各個(gè)部件的設(shè)計(jì)、制造以及檢驗(yàn)，再經(jīng)過組裝、整機(jī)檢驗(yàn)、性能測試等程序完成整個(gè)開發(fā)過程，設(shè)計(jì)者擁有產(chǎn)品開發(fā)的完整技術(shù)檔案，每個(gè)零部件都有原始設(shè)計(jì)圖樣，按確定的工藝文件加工，零件的尺寸精度要求合

2、格與否由產(chǎn)品檢驗(yàn)報(bào)告記錄分析。這種開發(fā)模式稱為預(yù)定模式(Prescriptive Model)，此類開發(fā)工作稱為順向工程(Formad Engineering)或正向設(shè)計(jì)。 順向工程開發(fā)流程圖 順向工程中產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)加工流程圖順向工程的特征可歸納為： 功能導(dǎo)向(Functionallyoriented)、 對象導(dǎo)向 預(yù)定模式Prescriptive Model)、 系統(tǒng)開發(fā)(System to-be) 所屬權(quán)系統(tǒng)(Legacy System)。逆向工程的四個(gè)核心步驟：l(1)零件原型的數(shù)字化 l(2)從測量數(shù)據(jù)中提取零件原型的幾何特征 l(3)零件原型CAD模型的構(gòu)建l(4)CAD模型的檢驗(yàn)與

3、修正 逆向工程流程圖逆向工程應(yīng)用情況在缺少設(shè)計(jì)文檔以及沒有CAD模型的情況下，對零件原型進(jìn)行測量，形成零件的設(shè)計(jì)圖紙或CAD模型并以此為依據(jù)生成數(shù)控加工的NC代碼，加工復(fù)制零件。設(shè)計(jì)需要通過實(shí)驗(yàn)測試才能定型的零件模型，通常采用逆向工程的方法。在美觀設(shè)計(jì)特別重要的領(lǐng)域。 各類模具加工企業(yè)皆積極引入逆向技術(shù).另一個(gè)重要的應(yīng)用，如修復(fù)破損的藝術(shù)品或缺乏供應(yīng)的損壞零件等，此時(shí)不需要對整個(gè)零件原型進(jìn)行復(fù)制，而是借助逆向工程技術(shù)抽取零件原型的設(shè)計(jì)思想，指導(dǎo)新的設(shè)計(jì)。這是由實(shí)物逆向推理出設(shè)計(jì)思想的一種漸近過程。逆向工程與傳統(tǒng)設(shè)計(jì)制造過程的關(guān)系：逆向工程中按照現(xiàn)有的零件原型進(jìn)行設(shè)計(jì)生產(chǎn)，零件具有的幾何特征與技

4、術(shù)要求都包含在原型中，而傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)是根據(jù)零件最終所承擔(dān)的功能以及各方面的影響因素進(jìn)行從無到有的設(shè)計(jì)。因此，從概念設(shè)計(jì)出發(fā)到最終形成CAD模型的傳統(tǒng)設(shè)計(jì)是一個(gè)確定的明晰過程，而通過對現(xiàn)有零件原型數(shù)字化后再形成CAD模型的逆向工程是一個(gè)推理、逼近的過程，具有功能導(dǎo)向描述模式(descriptive mode)、系統(tǒng)仿造(system as-is)以及非所屬權(quán)系統(tǒng)(non-legacy system)等特性。逆向工程的兩項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù):零件的數(shù)字化:通過特定的測量設(shè)備和測量方法獲取零件表面離散點(diǎn)的幾何坐標(biāo)數(shù)據(jù)計(jì)算機(jī)輔助反向建模(CARM，Computer Aided Reverse Modeling)是通過對測量數(shù)據(jù)的處理提取建模所需的有效數(shù)據(jù)，對零件進(jìn)行曲面和實(shí)體造型，以得到原型的CAD模型。逆向工程系統(tǒng)組成:測量探頭測量機(jī)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理軟件CAD/CAM軟件CAE軟件數(shù)控機(jī)床快速原型機(jī)批量生產(chǎn)設(shè)備逆向工程的前處理點(diǎn)數(shù)據(jù)的測量技術(shù)。取得所需要的點(diǎn)數(shù)據(jù)，用于后續(xù)的數(shù)據(jù)建模。逆向工程的后處理：點(diǎn)數(shù)據(jù)處理曲線處理與分析曲面處理與分析快速成型技術(shù)：是采用軟件離散材料堆積的原理，綜合利用CAD技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、激光加工技術(shù)和材料技術(shù)，實(shí)現(xiàn)零件模型到三維實(shí)體原型化制造的一體化加工技術(shù)，其基本構(gòu)思是：任何三維零件都可以看作是許多等厚度的二維平面輪廓沿某一座標(biāo)方相疊加而