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1、10铜 业 工 程2002 №4文章编号:1009-3842(2002)04-0010-04逆向工程及其在备件国产化上的应用X南昌航空工业学院 王菲茹 肖尧先摘 要 以实物为依据反求设计或制造,是逆向工程的重要内容。以数字化技术为基础的逆向工程是CAD/CAM技术的一个重要应用领域。.本文主要介绍逆向工程及其在备件国产化方面的应用和前景。关键词 逆向工程 数字化技术 模型重构 国产化中图分类号:TP391.72文献标识码:A1 前言一般来讲,逆向工程的主要内容包括:(1)数据采集,即产品表面数据的获取技术。如传统的产品设计过程,是将产品概念转变为实何对产品部件进行快速、有效的数据采
2、集,是逆向工际零件的过程。通过计算,设计图纸,然后生产产程的第一步。逆向工程中三维数据的获得有多种方品,称为正向过程,如图1:法,一种是通过照相,根据光源,用计算机还原为三维数据模型。另一种是通过三坐标测量仪直接获取三维数据模型。另外,近几年激光扫描测量和断层扫描测量方法发展迅速。挪威还开发出了Metronor便携式计算机辅助测量系统,利用红外线敏感数字照相技术,探头是手中的光笔。该机已成功使用在图1 正向过程图[4]美国联合攻击战斗机JSF的制造中。逆向工程(reverseengineering,缩写为RE),也称(2)模型的构造,由采集到的数据在计算机中进为反求工程、反向工程。目前没
3、有统一的定义,一般认为,是指根据实物、样件进行产品反设计、反制造行曲面的重新构造和CAD模型的生成。逆向工程的过程;或指以实物反求出其设计的概念和数据的的目的就是得到产品的数据模型,以用于产品制造过程。其实质是以实物为依据,反求产品的过程。和再设计。(3)产品制造。利用已测得的数据,可以通过三20世纪90年代,以数字化技术为基础的逆向工程技术已成为CAD/CAM领域的一个研究热点。种方式实现制造:以实物(或样件)为依据,利用3D数字化测量仪器①把数据直接输入到数控加工机床,直接加工测量数据,构造三维CAD模型,再由CAM产生刀具出产品;轨迹送至CNC加工机床直接加工产品,或制作出所②把数
4、据输入到计算机,利用造型软件,设计出需模具,或送到快速成型机制作模型。这种从实物所需模具(铸造模,冲压模、塑料模、橡胶模等各种模样件中获取产品数学模型的技术,已发展成为具),生产出模具,再由模具生产出产品;CAD/CAM中相对独立的一个范畴。数字化技术是③把数据送到快速成型机中,用快速成型方法,逆向工程的核心[3]。如激光烧结法SLS、立体光刻造型法SLA以及SGC、FDM、等方法,制作样品模型。2 逆向工程的内容(4)产品设计。利用已测得的关键产品的数据,重新设计整台新产品。关键是要有相应的设计软件2.1 主要内容和设计技术,在此基础上还可以进行系列产品的开X收稿日期:2002-09-
5、20 作者简介:王菲茹(1966-),女,江西龙南人,学士学位。研究方向:数字化板金制造。2002 №4 王菲茹、肖尧先:逆向工程及其在备件国产化上的应用11发。工程序中存在的不足,对加工轨迹进行修改和优化,2.2 工作难点其可靠性好,效率高。一些可用于逆向工程的CAM逆向工程的关键技术有两个,一是物体表面的软件如UG、Pro/E、CAXA-ME和MassterCAM等,以三维数据的测量技术,二是曲面重构技术。及一些专门的数控加工仿真软件如Vericut和关于物体数据的测量技术,目前主要存在的问Ncverify等都提供了完善的仿真功能。尤其可以进题是:行实体切削仿真。(1)测量精度有
6、时难于保证。测量精度与设备实体切削仿真不仅可以以动画形式显示加工过精度有关,也与测量人员的测量水平有关。进口三程,而且可以对加工仿真过程中的数据进行记录、处坐标测量仪的精度一般为0.001mm左右,有的达到理和模拟,提供必要的控制和误差检查方法,对仿真0.0005mm,国产的有高有低。中暴露出来的各种异常情况提取具体的几何数据并(2)对于一些复杂物体,因为有的地方测不到,对加工结果进行统计和测量。保证了逆向仿制中复如探头无法接触到或光线无法照到等原因,使得数制件与样件的数据结构的一致性。据不完整或误差很大,给曲面构造带来困难。目前国内开发的大部分仿真系统仅具有刀具轨(3)对大型物体(如汽
7、车轮廓、飞机轮廓等)及表[3]迹仿真功能,而无实体切削仿真功能。可以动画面形状较复杂的物体测量比较困难,往往需要将物显示加工过程,可根据观察和经验做出简单的判断,体分成若干区域分别进行测量,不同的坐标数据往但并未记录仿真过程的几何信息。往是处在不同的坐标系中,因此,还存在一个多视拼合的(multipleviewcombination)问题。4 基于数控仿型的逆向工程应用系统曲面重构首先是作曲线的拟合,然后再做曲面的重构。曲线构造是曲
