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逆向工程学

2019-04-14 13:47:20 百科
逆向工程学

逆向工程学

逆向工程技术不是传统意义上的“仿製”,而是综合套用现代工业设计的理论方法、生产工程学、材料工程学和有关专业知识,进行系统得地分析研究,进而快速开发製造出高附加值、高技术水平的新产品。该项项技术与快速成型技术相结合,可以实现产品的快速三维拷贝,并经过 CAD重新建模修改或进行快速成型工艺参数的调整,还可以实现零件或模型的变异复原。

基本介绍

  • 中文名:逆向工程学
  • 分类:实物逆向等三类
  • 类型:逆向研发
  • 特点:快速性

逆向工程介绍

在早上的文章提到了一个词“逆向工程”,很多人在听到它时都会有点不知所云,只是根据原文猜测可能和複製有关的技术吧。现在就让我们来简单了解一下它吧。
长久以来,工业产品的传统开发方式是从产品需求的构思、功能与规格预期指标的确定,到各个组件的设计、製造、组装、性能测试等。每个组件都保留有原始的设计图,此开发模式称为“正向工程”(Forward Engineering)。
然而,随着工业技术水平的提升以及生活水準的提高,任何通用性产品在消费者对于高品质的要求下,功能上的需求已不再是赢得市场竞争力的唯一条件。所以新产品开发过程中的另一条重要路线就是样件的反求。反求工程技术又称逆向工程技术( Reverse Engineering, RE)。

分类

从广义讲,逆向工程可分以下三类:
(1)实物逆向:它是在已有产品实物的条件下,通过测绘和分折,从而再创造;其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件和组件。
(2)软体逆向:产品样本、技术档案、设计书、使用说明书、图纸、有关规範和标準、管理规範和质量保证手册等均称为技术软体。软体逆向有三类:既有实物,又有全套技术软体;只有实物而无技术软体;没有实物,仅有全套或部分技术软体。
(3)影像逆向:设计者既无产品实物,也无技术软体,仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等,设计者要通过这些影像资料去构思、设计产品,该种逆向称为影像逆向。
目前,国内外有关逆向工程的研究主要集中在几何形状的逆向,即重建产品实物的CAD,称为“实物逆向工程”。

逆向工程软体

RapidForm
RapidForm 是韩国 INUS 公司出品的全球四大逆向工程软体之一,RapidForm 提供了新一代运算模式,可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面,使它成为 3D Scan 后处理之最佳化的接口。RapidForm 也将使您的工作效率提升,使 3D 扫描设备的运用範围扩大,改善扫描品质。
多点云数据管理介面
高级光学 3D 扫瞄器会产生大量的数据(可达 100,000 ~ 200,000点),由于数据非常庞大,因此需要昂贵的电脑硬体才可以运算,现在 RapidForm 提供记忆管理技术(使用更少的系统资源)可缩短您处理数据的时间。
多点云处理技术
可以迅速处理庞大的点云数据,不论是稀疏的点云还是跳点都可以轻易地转换成非常好的点云, RapidForm 提供过滤点云工具以及分析表面偏差的技术来消除 3D 扫瞄器所产生的不良点云。
快速点云转换成多边形曲面的计算法
在所有逆向工程软体中,RapidForm 提供一个特别的计算技术,针对 3D 及 2D 处理是同类型计算,软体提供了一个最快最可靠的计算方法,可以将点云快速计算出多边形曲面。RapidForm 能处理无顺序排列的点数据以及有顺序排列的点数据。
彩色点云数据处理
RapidForm 支持彩色 3D 扫瞄器,可以生成最佳化的多边形,并将颜色信息映像在多边形模型中。在曲面设计过程中,颜色信息将完整保存,也可以运用 RP 成型机製作出有颜色信息的模型。RapidForm 也提供上色功能,通过实时上色编辑工具,使用者可以直接对模型编辑自己喜欢的颜色。
点云合併功能
多个点扫描数据有可能经手动方式将特殊的点云加以合併,当然,RapidForm 也提供一技术,使用者可以方便地对点云数据进行各种各样的合併。
CopyCAD
CopyCAD 是由英国 DELCAM 公司出品的功能强大的逆向工程系统软体,它能允许从已存在的零件或实体模型中产生三维CAD模型。该软体为来自数位化数据的 CAD 曲面的产生提供了複杂的工具。CopyCAD 能够接受来自坐标测量工具机的数据,同时跟蹤工具机和雷射扫描器。
CopyCAD 简单的用户界面允许用户在儘可能短的时间内进行生产,并且能够快速掌握其功能,即使对于初次使用者也能做到这点。使用 CopyCAD 的用户将能够快速编辑数位化数据,产生具有高质量的複杂曲面。该软体系统可以完全控制曲面边界的选取,然后根据设定的公差能够自动产生光滑的多块曲面,同时,CopyCAD 还能够确保在连线曲面之间的正切的连续性。
该软体的主要功能如下:
数位化点数据输入
DUCT 图形和三角模型档案
CNC 坐标测量工具机
分隔的 ASCII 码和 NC 档案
雷射扫描器、三维扫描器和 SCANTRON
PC ArtCAM
点操作
能够进行相加、相减、删除、移动以及点的隐藏和标记等点编辑
能够为测量探针大小对模型的三维偏置进行补偿
能够进行模型的转换、缩放、旋转和镜像等模型转换
能够对平面、多边形或其它模型进行模型裁剪
三角测量
在用户定义的公差和选项内的数位化模型的三角测量,包括:
① 原始的--法线设定
② 尖锐--尖锐特徵强化
③ 特徵匹配--来自点法线数据的特徵
④ 关闭三角测量--为了快速绘图可以关闭模型
特徵线的产生
边界--转换模型外边缘为特徵线
间断--为找到简单的特徵(如凸出和凹下)而探测数据里的尖锐边缘
能够转换数位化扫描线为特徵线
输入的数据--能够从点档案中摘录多线条和样条曲线
曲面构造
通过在三角测量模型上跟蹤直线产生多样化曲面
在连线的曲面之间,用已存在的曲面定义带有选项的正切连续性的边界
使用特徵线指导和加快曲面定义
曲面错误检查
比较曲面与数位化点数据
报告最大限、中间值和标準值的错误背离
错误图形形象地显示变化
输出
IGES、CADDS4X
STL ASCII 码和二进制
DUCT 图形、三角模型和曲面
分隔的 ASCII 码
Geomagic Studio
Geomagic Studio 可根据任何实物零部件自动生成準确的数字模型。作为全球首选的自动化逆向工程软体,Geomagic Studio 还为新兴套用提供了理想的选择,如定製设备大批量生产、即定即造的生产模式以及原始零部件的自动重造。只有 Geomagic Studio 具有下述所有特点:确保完美无缺的多边形和 NURBS 模型处理複杂形状或自由曲面形状时,生产率比传统 CAD 软体提高十倍自动化特徵和简化的工作流程可缩短培训时间,并使用户可以免于执行单调乏味、劳动强度大的任务可与所有主要的三维扫描设备和 CAD/CAM 软体进行集成能够作为一个独立的应用程式运用于快速製造,或者作为对 CAD 软体的补充这就难怪世界各地有 3,000 人以上的专业人士使用 Geomagic 技术定製产品、 促使流程自动化以及提高生产能力。
Imageware
Imageware产品提供了独特、综合的自由曲面构造及检测工具,这样的三维工具套用範围从早期的概念开发直到产品及製造的检测。产品将向模组化发展并专注四项关键的核心竞争力:三维检测、高级曲面、多边形造型及逆向工程。
下面一些关键技术将是逆向工程主要发展方面:
(1)数据测量方面:发展面向逆向工程的专用测量设备,能够高速、高精度的实现产品几何形状的三维数位化,并能进行自动测量和规划路径;
(2)数据的顶处理方面:针对不同种类的测量数据,开发研究一种通用的数据处理软体,完善改进目前的数据处理算法;
(3)曲面拟合:能够控制曲面的光顺性和能够进行光滑拼接;
(4)集成技术:发展包括测量技术、模型重建技术、基于网路的协同设计和数位化製造技术等的逆向工程技术。
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