導(dǎo)語：逆向工程產(chǎn)品設(shè)計(jì)管理論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1逆向工程的內(nèi)容及其應(yīng)用范圍

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，CAD技術(shù)已成為產(chǎn)品設(shè)計(jì)人員進(jìn)行研究開發(fā)的重要工具，其中的三維造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品及模具設(shè)計(jì)、方案評(píng)審、自動(dòng)化加工制造及管理維護(hù)各個(gè)方面。在實(shí)際開發(fā)制造過程中，設(shè)計(jì)人員接收的技術(shù)資料可能是各種數(shù)據(jù)類型的三維模型，但很多時(shí)候，卻是從上游廠家得到產(chǎn)品的實(shí)物模型。設(shè)計(jì)人員需要通過一定的途徑，將這些實(shí)物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型，這就應(yīng)用到了逆向工程(ReverseEngineering).所謂逆向工程技術(shù)，是指用一定的測(cè)量手段對(duì)實(shí)物或模型進(jìn)行測(cè)量，根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的CAD模型的過程。

逆向工程技術(shù)與傳統(tǒng)的正向設(shè)計(jì)存在很大差別。而逆向工程則是從產(chǎn)品原型出發(fā)，進(jìn)而獲取產(chǎn)品的三維數(shù)字模型，使得能夠進(jìn)一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進(jìn)技術(shù)對(duì)其進(jìn)行處理。

一般來說，產(chǎn)品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方面，在工業(yè)領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)內(nèi)容:

(1)新零件的設(shè)計(jì)，主要用于產(chǎn)品的改型或仿型設(shè)計(jì)。

(2)已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖。

(3)損壞或磨損零件的還原。

(4)數(shù)字化模型的檢測(cè)，例如檢驗(yàn)產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量等，以及進(jìn)行模型的比較。

逆向工程技術(shù)為快速設(shè)計(jì)和制造提供了很好的技術(shù)支持，它已經(jīng)成為制造業(yè)信息傳遞的重要而簡潔途徑之一。

而傳統(tǒng)的產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)，一般是在市場調(diào)研，制定需求表之后，先展開平面簡圖的構(gòu)思，形成稍微完整的方案之后，開始繪制三維簡圖，完全定型后再根據(jù)需要繪制效果圖、三視圖或制作簡易的模型。在造型設(shè)計(jì)的過程中，需要工程技術(shù)人員、產(chǎn)品造型人員與工人的通力合作，用樣品實(shí)物模型來表達(dá)設(shè)計(jì)者的構(gòu)思，但對(duì)每一種方案都制作實(shí)物樣品，要付出大量的勞動(dòng)，還存在著精度低、修改調(diào)整困難、設(shè)計(jì)周期長及成本費(fèi)用高等問題。

2CAD技術(shù)應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，帶來第三次技術(shù)革命浪潮，計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(computeraideddesign,簡稱CAD)技術(shù)則是計(jì)算機(jī)在工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用中最為活躍的一支。它集數(shù)值計(jì)算、仿真模擬、幾何模型處理、圖形學(xué)、數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)等方面的技術(shù)為一體，把抽象的、平面的、分離的設(shè)計(jì)對(duì)象具體化、形象化，它能夠通過“虛擬現(xiàn)實(shí)”技術(shù)把產(chǎn)品的形狀、材質(zhì)、色彩，甚至加工過程淋漓盡致地表現(xiàn)出來，并能把產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程，通過數(shù)據(jù)管理，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化、規(guī)范化，這正是工業(yè)設(shè)計(jì)與CAD技術(shù)必然結(jié)合的基礎(chǔ)所在。

逆向工程技術(shù)實(shí)施的軟件條件

目前比較常用的通用逆向工程軟件有Surfacer,Delcam.Cimatron以及Strim。具體應(yīng)用的反向工程系統(tǒng)主要有以下幾個(gè):Evans開發(fā)的針對(duì)機(jī)械零件識(shí)別的逆向工程系統(tǒng);Dvorak開發(fā)的仿制舊零件的逆向工程系統(tǒng):H.H.DanzdeCNCCMM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)對(duì)逆向設(shè)計(jì)中的實(shí)際問題進(jìn)行處理，極大地方便了設(shè)計(jì)人員。此外，一些大型CAD軟件也逐漸為逆向工程提供了設(shè)計(jì)模塊。例如Pro/E的ICEMSurf和Pro/SCANTOOLS模塊，可以接受有序點(diǎn)(測(cè)量線)，也可以接受點(diǎn)云數(shù)據(jù)。其它的象UG軟件，隨著版本的提高，逆向工程模塊也逐漸豐富起來。這些軟件的發(fā)展為逆向工程的實(shí)施提供了軟件條件。而這些軟件相對(duì)與盡管目前一些高端的設(shè)計(jì)軟件，已經(jīng)具備了產(chǎn)品復(fù)雜造型的設(shè)計(jì)與渲染功能，但要藝術(shù)類的設(shè)計(jì)師掌握并運(yùn)用這類軟件，至今還不是一件容易的事。所以從事結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)師們大都是機(jī)械工程師出身，設(shè)計(jì)的思維與方式完全不同于造型設(shè)計(jì)師，他們思維是一種完全符合機(jī)械設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)計(jì)思維方式。

那么，兩種設(shè)計(jì)將如何在產(chǎn)品的設(shè)計(jì)中得到結(jié)合，且得到較好的結(jié)合，并且更好地完成從設(shè)計(jì)到加工程序的轉(zhuǎn)換成為我們進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)所要考慮的問題。

3產(chǎn)品設(shè)計(jì)一逆向工程CAD技術(shù)

(1)Pro/E參數(shù)化設(shè)計(jì)在工程中的應(yīng)用

參數(shù)化設(shè)計(jì)(Parametric)(也叫尺寸驅(qū)動(dòng)Dimension-Driven)是CAD技術(shù)在實(shí)際應(yīng)用中提出的課題，它不僅可使CAD系統(tǒng)具有交互式繪圖功能，還具有自動(dòng)繪圖的功能。目前它是CAD技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域內(nèi)的一個(gè)重要的、且待進(jìn)一步研究的課題。利用參數(shù)化設(shè)計(jì)手段開發(fā)的專用產(chǎn)品設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可使設(shè)計(jì)人員從大量繁重而瑣碎的繪圖工作中解脫出來，可以大大提高設(shè)計(jì)速度，并減少信息的存儲(chǔ)量。參數(shù)化設(shè)計(jì)的關(guān)鍵是幾何約束關(guān)系的提取和表達(dá)、約束求解以及參數(shù)化幾何模型的構(gòu)造。1988年，美國參數(shù)技術(shù)公司首先推出參數(shù)化設(shè)計(jì)CAD系統(tǒng)Pro/Engineer(簡稱Pro/E)，充分體現(xiàn)出其在許多通用件、零部件設(shè)計(jì)上存在的簡便易行的優(yōu)勢(shì)。它的主要特點(diǎn)就是:基于特征、全尺寸約束、全數(shù)據(jù)相關(guān)、尺寸驅(qū)動(dòng)設(shè)計(jì)修

改。

這樣我們可以采用PTC公司的工業(yè)設(shè)計(jì)軟件Pro/Designer(簡稱Pro/D)進(jìn)行曲面設(shè)計(jì)，由于Pro/D與Pro/E采用的是同一數(shù)據(jù)庫，兩者之間是

無縫連接的，因而在設(shè)計(jì)中造型設(shè)計(jì)師和結(jié)構(gòu)工程師可以更好的協(xié)作

(2)Pro/D的曲面設(shè)計(jì)能力

對(duì)于工業(yè)設(shè)計(jì)人員和那些想構(gòu)建曲面模型的工程人員來說，Pro/D正是他們需要的工具，Pro/D可以構(gòu)建高質(zhì)量的自由曲面模型，并且可以很容易的轉(zhuǎn)換到其它基于制造工程的CAD系統(tǒng)中。Pro/D能夠創(chuàng)建真實(shí)而精確的幾何體，利用它可以更加容易的創(chuàng)建模型，縮短設(shè)計(jì)周期。利用Pro/D可以把視覺上的美學(xué)要求和模具制造過程中的工程要求很好的結(jié)合起來，這一點(diǎn)在創(chuàng)建自由曲面模型的過程中現(xiàn)得尤其顯著

(3)Pro/D與Pro/E之間的致?lián)鞒?/p>

Pro/Designer與Pro/Engineer之間交換數(shù)據(jù)有兩種方式:一種是與Pro/Engineer直接交換數(shù)據(jù)，另外還有一種就是以文件的方式與Pro/Engineer交換數(shù)據(jù)。

(4)造型復(fù)雜產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)的CAD應(yīng)用

對(duì)于造型裝飾性強(qiáng)，特別是包含復(fù)雜曲面的產(chǎn)品，可以使用Pro/D與Pro/E組合起來進(jìn)行，造型設(shè)計(jì)師在Pro/D里面做ID、做曲面建模，直接從Pro/D里啟動(dòng)Pro/E，把數(shù)據(jù)導(dǎo)到Pro/E由結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)師進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過程中甚至結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)全部做完了，由于客戶的要求或設(shè)計(jì)師對(duì)方案的局部要進(jìn)行更改，這時(shí)只須在Pro/D里面改動(dòng)，改好后存好再原名稱送給Pro/E，那么Pro/E里也得到改變，而結(jié)構(gòu)不用重做(當(dāng)然修改要使結(jié)構(gòu)有存在的條件，即它的父特征不會(huì)有問題)。

4結(jié)語

逆向工程是一項(xiàng)開拓性、實(shí)用性和綜合性很強(qiáng)的技術(shù)，逆向工程技術(shù)己經(jīng)廣泛應(yīng)用到新產(chǎn)品的開發(fā)、舊零件的還原以及產(chǎn)品的檢測(cè)中，它不僅消化和吸收實(shí)物原型，并且能修改再設(shè)計(jì)以制造出新的產(chǎn)品。這對(duì)于CAD技術(shù)的產(chǎn)品設(shè)計(jì)，不僅意味著設(shè)計(jì)手段的改變，同時(shí)改變了工業(yè)設(shè)計(jì)的思維方式。推動(dòng)著制造業(yè)從產(chǎn)品設(shè)計(jì)、制造到技術(shù)管理一系列深刻、全面、具有深遠(yuǎn)意義的變革，這是產(chǎn)品設(shè)計(jì)、產(chǎn)品制造業(yè)的一場技術(shù)革命，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期，從而創(chuàng)造出實(shí)用、經(jīng)濟(jì)、美觀宜人的產(chǎn)品。