智能制造產(chǎn)品特征與逆向軟件平臺逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計1.產(chǎn)品特征

在產(chǎn)品設(shè)計過程中，一般以零件的機械性能、力學(xué)性能、流體動力學(xué)性能或美觀性要求作為設(shè)計的評價指標(biāo)，產(chǎn)品幾何形狀、造型方法及設(shè)計參數(shù)的確定必須滿足這些設(shè)計要求。要是逆向工程產(chǎn)品滿足這些要求，就需要三維CAD建模過程中盡量還原產(chǎn)品原始設(shè)計參數(shù)；而不同的性能要求對產(chǎn)品反求精度和造型方法的要求也不同。在注重外觀設(shè)計效果的零件逆向工程中一般以美觀性為主要目標(biāo)，因此，該類曲面的逆向設(shè)計主要以曲面逼近和追求曲面光順品質(zhì)為主要內(nèi)容；而對裝配、流體動力學(xué)性能有要求的曲面，一般要對原始設(shè)計參數(shù)進行分析，再現(xiàn)其設(shè)計過程及設(shè)計參數(shù)。逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計

要按照原始設(shè)計方案進行逆向CAD建模就需要基于測量數(shù)據(jù)提取產(chǎn)品特征設(shè)計參數(shù)，并進行特征重構(gòu)和特征運算，進而完成產(chǎn)品數(shù)字模型重建。與正向設(shè)計中的曲面造型方法相對應(yīng)，逆向共程中的特征曲面主要有：解析曲面、拉伸曲面、旋轉(zhuǎn)曲面、掃描曲面、放樣曲面、張量積擬合曲面、多邊形域補曲面及過渡曲面等。但在逆向工程CAD建模過程中這些曲面的重構(gòu)參數(shù)是從測量數(shù)據(jù)提取的，并不向正向設(shè)計中來自數(shù)學(xué)計算或工程師的經(jīng)驗。解析曲面重建的關(guān)鍵是獲得其解析過程，而拉伸、旋轉(zhuǎn)、掃描、放樣等自由曲面重建的關(guān)鍵是基于測量數(shù)據(jù)獲取用來曲面設(shè)計的截面或空間曲線，例如，拉伸曲面的截形線和導(dǎo)向線、旋轉(zhuǎn)曲面的輪廓線及旋轉(zhuǎn)軸、過渡曲面的半徑變化規(guī)律等，這些特征信息的獲取需要逆向軟件平臺支撐，目前常用的軟件有Imageware、GeomagicStudio、RanpidForm等。逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計2、逆向軟件平臺（1）ImagewareImageware軟件是著名的逆向工程軟件，廣泛應(yīng)用于汽車、航空、航天、家電、模具、計算機零部件領(lǐng)域。起初，主要應(yīng)用于航空航天和汽車工業(yè)，因為這兩個領(lǐng)域?qū)諝鈩恿W(xué)性能要求很高，在產(chǎn)品開發(fā)的開始階段就要認真考慮空氣動力性。常規(guī)的設(shè)計流程首先根據(jù)工業(yè)造型需要設(shè)計出結(jié)構(gòu)，制作出油泥模型，然后將模型送到風(fēng)洞實驗室去測量空氣動力學(xué)性能，再根據(jù)實驗結(jié)果對模型進行修改，經(jīng)過反復(fù)修改直到獲得滿意結(jié)果為止，這樣所得到的最終油泥模型才是符合需要的模型，將油泥模型的外形精確的輸入計算機成為電子模型時，需要采用逆向工程軟件提取特征信息。Imageware逆向工程軟件還可以對產(chǎn)品進行質(zhì)量檢測。通過將加工好的實際零件與其CAD模型相比較，使得在產(chǎn)品開發(fā)過程中全面貫徹既要保持設(shè)計和工程意圖又同時進行檢驗的思想。GeomagicStudio軟件具有強大的點云處理及曲面構(gòu)建功能，從點云處理到三維曲面重建的時間通常只有同類產(chǎn)品的1/3。利用GeomagicStudio可輕易得從掃描所得的點云數(shù)創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動轉(zhuǎn)換為曲面。（2）GeomagicStudio逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計GeomagicStudio由美國Raindrop公司出品的逆向工程和三維檢測軟件，可輕易地從掃描所得的點云數(shù)據(jù)，創(chuàng)建出完美的多邊形模型和網(wǎng)格，并可自動轉(zhuǎn)換為NURBS曲面。

GeomagicStudio軟件主要應(yīng)用于消費品、玩具及其非工業(yè)成品（如醫(yī)學(xué)方面、文物和藝術(shù)品保存）方面。除了Imageware以外應(yīng)用最為廣泛的逆向工程軟件。逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計輸出匹配的文件格式(IGS、STL等)自動將點云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為多邊形快速減少多邊形數(shù)目(Decimate)曲面分析(公差分析等)把多邊形轉(zhuǎn)換為曲面逆向建模及產(chǎn)品創(chuàng)新設(shè)計掃描對齊掃描整理噪音減小采樣基于曲率的孔填充多邊形編輯邊界修補特征構(gòu)建特征識別特征線選取邊界構(gòu)建面