2020年5月28日星期四

逆向工程技術簡介

   1、 逆向工程的概念
  逆向工程 (RE, Reverse Engineering) 又稱反求工程、反向工程。這一概念於20世紀60年代提出,但對它從工程應用角度去研究、從反求的科學性進行深化是從20世紀90年代開始的。它將數據采集設備獲取的實物樣件表面或內腔數據,輸入專門反求軟件中進行處理和三維重構,在計算機上再現原工件的幾何形狀,並在此基礎上進行原樣複制、修改或重設計。
  2、 逆向工程產生的背景及意義
  第二次世界大戰中,幾十個國家卷入逆向工程戰爭,飽受戰爭創傷。特別是戰敗國,在第二次世界大戰後急於恢複和振興經濟。日本在20世紀60年代初提出了將國外先進技術產品引進國內,專家重點研究其工作原理,慢慢將這些產品進行國有化,並進行創新,最後加工生產出口國外。要實現國產化,迫切需要對別國產品進行消化、吸收和改進。此時,逆向工程這一技術就隨之產生了。
  競爭是市場經濟發展的動力,一個公司乃至一個國家,要想在世界立於不敗之地,必須不斷的創新。傳統的從未知到已知、由想象到現實的設計方式已經很難滿足新的市場競爭要求,而逆向工程技術與傳統的正向設計方式不同,是對已有新產品進行解剖,獲得產品的設計信息,並在此基礎之上進行再設計,很大程度上縮短了新產品的開發周期。因此,逆向工程技術在新產品的快速創新設計占有絕對的優勢,具有廣闊的發展前景和重大的研究意義。
  3、 逆向工程實現的步驟 逆向工程一般可以分為4個步驟: 第一步: 零件原形的數字化 通常采用三坐標測量機(CMM)或激光掃描儀等測量裝置來獲取零件原形表面點的三維坐標值。
  第二步: 從測量數據中提取零件原形的幾何特征
  按測量數據的幾何屬性對其進行分割,采用幾何特征匹配與識別的方法3D列印來獲取零件原形所具有的設計與加工特征。
  第三步: 零件原形CAD模型的重建
  將分割後的三維數據在CAD系統中分別做表面模型的擬合,並通過各表面片的求交與拼接獲取零件原形表面的CAD模型。
  第四步: 重建CAD模型的檢驗與修正
  采用根據獲得的CAD模型重新測量和加工出樣品的方法來檢驗重產品設計公司建的CAD模型是否滿足精度或其他試驗性能指標的要,對不滿足要求者重複以上過程,直至達到零件的逆向工程設計要求。目前,大多數的實物原型的逆向工程是通過上圖所示的三種方式來達到反求目地的。
  第一種實現方式是在得到零件的CAD數據後,將數據導入專業的CAD軟件系統進行再設計。
  第二種方式是在得到零件的CAD數據後,自動生成零件的NC代碼文件,然後將該文件輸入數控加工機床加工出所需產品。第三種方式是在得到零件的CAD數據後,自動生成樣品的STL文件,然後將該文件導入快速原型制造系統中制造出產品。

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