反求工程研究的回顾与展望.pdfVIP

机械设计 52 JOI7llNAI．OFMAa瞰NEDESIGN 反求工程研究的回顾与展望 王建勇1’2，贺炜1，刘言松1，王涛1，唐平1 (1．陕西科技大学机电工程学院，咸阳71208l；2．兰州理工大学机电工程学院，兰州730050) 摘要：本文简要阐述了反求工程技术的基本内容，及目前反求工程研究的现状．分析了该领域需要重点解决的问题． 关键词：反求工程；CAD；研究现状 原始。因此，它既是整个反求技术的基础，又是实现反求工秸 1 反求工程 的重要步骤之一． 反求工程(Reversc Engineering，I辽)也称为反向工程或 逆向工程，是针对消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用 技术的组合，它是以先进产品设备的实物、软件(图纸、程序、 技术文件等)或影像(图片、照片等)作为研究对象，以现代 设计理论、方法为指导，以先进测量技术、曲面重构技术及 CAD技术等为基础。应用生产工程学、材料学、设计经验、 创新思维和有关专业知识进行系统深入地分析和研究，探索掌 握其关键技术，进而开发出同类的先进产品。其中包括设计反 图1反求工程体系结构 求、工艺反求、管理反求等。在文献…中，反求工程技术有更 广泛的含义f2l’它包括：功能分析与方案设计，反求对象材料 的分析，系列产品的分析与设计，产品造型的分析与设计，精 度设计与分析，工艺与装配以及反求工程中的测试问题。从产 品的功能分析、材料、造型、精度、工艺、测试等多方面来研 究产品。在反求工程设计的基本方法中，提出了软件反求设计 法、影像反求设计法、实物反求设计法等。 主要应用领域：新产品的设计研制与开发；已有产品的剖 析和再设计：零件制造精度检测；医学康复研究。因此，它是 一个认识产品、再现产品或创造性地开发产品的过程 反求工程的体系结构如图l所示，它由三维几何形状测 量、三维重构(包含基于原型再设计)及快速制造三部分组成 【3】【41。即将获得的三维离散数据作为初始素材，借助专用曲面 处理软件和CAD系统构造实物的CAD模型，利用输出的NC 加工指令或STL文件驱动CNC或快速成型机制造出产品或 图2三维几l可形状测量方法 原型． 数字化手段包括传统测绘和各种先进的测量方法，反求工 程采用的测量方法主要可分为两大类：①接触式：⑦非接魅 2反求工程的数据采集 式。常见的测量手段有三种：④三坐标测量机：②三维数字 化扫描仪：③工业CT等断层扫描设备。在文献【3】中列举了 反求工程的数据采集是反求过程的第一步，即是对反求 主要的几何形状三维测量方法，如图2所示，并介绍了激光线 对象的物理信息(物体的三维几何形面)进行数字化处理的过 结构光扫描、投影光栅法、数字照相系统、切层法、计算机断 程．其方法的好坏直接影响到是否能准确、快速、完整地获取 层扫描(CT)法等常用的一些三维数据获取技术。 实物的二维、三维几何数据，如果没有采集到足够和满足需要 获取零件三维几何数据在精度和速度上存在很大差异，但 精度的物体外形数据，会直接影响到重构的CAD实体模型的 从建模角度出发，更关心的是数据反映的特征及其组织结构 质量，并最终影响到加工制造出来的产品是否能真实地“再现” 【51．目前，获取产品外形数据的测量方式和测量设备有很多种， 作者简介：王建勇(1965一)．男．讲师．硕士研究生。研究方向：反求工程及机械CAD，cAM． 贺炜(1957．)．男．工学博士，教授，硕士生导师．中国机械工程学会高级会员．研究方向：凸轮及机械CAD，CAM． 万方数据 2004年10月 王建勇等：反求工程研究的回顾与展望