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逆向工程在汽车行业中的应用 机械0802 杨彬 3080301065 摘要：逆向工程技术及其在汽车工业中的应用，基于逆向工程的汽车设计流程，知识反求在汽车行业中的应用，在汽车设计过程中采用逆向工程所必须的硬件和软件条件。 关键词：逆向工程、汽车设计、CAD、PRO/E 随着计算机辅助几何设计的理论和技术的发展, 以及CAD/CAE/CAM集成系统的开发和商业化，逆向工程已经发展成为一门以先进产品、设备的实物为研究对象，利用CAD/CAM等先进设计、制造技术，进行产品的复制仿形乃至新产品开发的学科。它可以直接、快速、精确地将设计思想转变为具有一定功能的原型, 或直接制造产品, 从而可以对产品设计进行快速评估和修改, 大大缩短了产品的研制周期, 为新产品的快速和创新设计提供了一种切实可行的技术途径。汽车工业作为制造业的支柱产业之一, 其产品更新换代速度日趋加快。 1逆向工程及其应用 传统的产品开发过程属于典型的正向工程( Forward Engineering, FE) , 遵从正向设计的思维进行, 一般由设计人员从市场需求中抽象出产品的概念描述, 据此建立产品的CAD 模型, 然后对其进行数控编程和数控加工, 最后得到产品的实物原型。 在实际开发制造过程中, 设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型, 但很多时候, 却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需要通过一定的途径, 将这些实物信息转化为CAD 模型, 这就应用到了逆向工程技术。逆向工程的思想来源于油泥模型的数字化技术, 是设计下游向设计上游反馈信息的回路。所谓逆向工程( ReverseEngineering, RE) , 是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量, 根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD 模型的过程, 它的设计流程如图2 所示。逆向工程技术与传统的正向设计存在很大的差别。概括地说, 正向设计工程是由概念到CAD 模型, 再到实物模型的开发过程; 而逆向工程则是由实物模型到CAD 模型的过程, 对实物模型进行三维数字化处理, 构造实物的CAD 模型, 并利用各种成熟的CAD/A CE/CAM以及CIMS 等先进技术进行再创新设计。 逆向工程不仅仅是简单地再现产品原型, 而是要进一步改进、提高产品原型。广义的逆向工程包括形状(几何) 反求、工艺反求和材料反求等诸多方面, 是一个复杂的系统工程。在汽车工业领域的实际应用中, 主要包括以下几个内容: (1) 汽车新零件的设计, 主要用于产品的改型或仿型设计; (2) 已有零件的复制, 再现原产品的设计意图; (3) 损坏或磨损零件的还原; (4) 汽车车身特征断面设计; (5) 数字化模型的检测, 例如检验产品的变形分析、焊接质量等, 以及进行模型的比较。 逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持, 为后续的产品制造、加工及模具设计等工作提供了基础, 它已成为制造业信息传递的重要而简洁的途径之一。 2逆向工程技术实施的软件条件 目前比较常用的通用逆向工程软件有Surfacer、Delcam、Cimatron以及Strim。具体应用的反向工程系统主要有以下几个：Evans开发的针对机械零件识别的逆向工程系统； 开发的仿制旧零件的逆向工程系统；H.H.Dam de CNC CMM系统。这些系统对逆向设计中的实际问题进行处理，极大地方便了设计人员。逆向工程在摩托车开发方面的应用主要是覆盖件建模方面，而在汽车产品开发除和摩托车的覆盖件重建外，通常还用在汽车保险杠、车门、引擎盖、汽车座椅等的设计中，特别是应用于汽车模具设计和汽车断面设计方面。此外，一些大型CAD软件也逐渐为逆向工程提供了设计模块。例如Pro/E的ICEMSurf和Pro/SCANTOOLS模块，，可以接受有序点(测量线)，也可接受点云数据。其它的象UG软件，随着版本的提高，逆向工程模块也逐渐丰富起来。这些软件的发展为逆向工程的实施提供了软件条件。本文中采用sⅧ c盯软件进行覆盖件的曲面处理。 3逆向工程实施的硬件条件 在采用逆向工程技术进行设计时，需要从设计对象中提取三维数据信息。检测设备的发展为产品三维信息的获取提供了硬件条件。目前，国内厂家使用较多的有英国、意大利、德国、日本等国家生产的三坐标测量机和三维扫描仪。就测头结构原理来说，可分为接触式和非接触式两种。其中。接触式测头又可分为硬测头和软测头，这种测头与被测物体直接接触。获取数据信息。非接触式测头则是应用光学及激光的原理进行的。近几年来，扫描设备有了很大发展。例如，英国雷尼绍公司的CYCLON2高速扫描仪，可实现激光测头和接触式扫描头的互换，激光测头的扫描精度达0．05mm，接触式扫描测头