1、WINTER,Template,逆向工程設(shè)計(jì)方法,逆向工程的出現(xiàn)和發(fā)展 逆向工程的定義 逆向?qū)ο箢悇e 逆向工程的關(guān)鍵技術(shù),講述內(nèi)容,測(cè)量技術(shù) 產(chǎn)品建模技術(shù),快速成形技術(shù),逆向工程的出現(xiàn)和發(fā)展,20世紀(jì)60 年代，日本為了恢復(fù)和振興經(jīng)濟(jì)，提出科技興國和大力發(fā)展制造業(yè)的方針：“一代引進(jìn)，二代國產(chǎn)化，三代改進(jìn)出口，四代占領(lǐng)國際市場(chǎng)”，并對(duì)機(jī)床、汽車、電子、光學(xué)設(shè)備和家電等行業(yè)的發(fā)展給予優(yōu)惠政策。 日本政府和企業(yè)普遍認(rèn)為對(duì)別國先進(jìn)產(chǎn)品和先進(jìn)技術(shù)的引進(jìn)、消化、吸收、改進(jìn)和挖潛，是自身發(fā)展的一條捷徑。觀點(diǎn)很快被事實(shí)驗(yàn)證，由此引發(fā)了逆向設(shè)計(jì)（Reverse Design）的概念。,逆向工程的出現(xiàn)和發(fā)展,明確

2、提出逆向工程（Reverse Engineering）這個(gè)術(shù)語并作為一門學(xué)問和實(shí)用技術(shù)進(jìn)行系統(tǒng)研究則是近30年的事情。 20世紀(jì)80年代初分別由美國3M公司、日本名古屋工業(yè)研究所以及美國UVP公司提出。,逆向工程的出現(xiàn)和發(fā)展,逆向工程發(fā)展至今，已經(jīng)成為世界各國在發(fā)展經(jīng)濟(jì)中不可缺少的手段和重要策略之一。 據(jù)統(tǒng)計(jì)，各國70%以上的技術(shù)源于國外，逆向工程作為掌握、改進(jìn)和發(fā)展技術(shù)的一種手段，可使產(chǎn)品研制周期縮短40%以上，從而極大地提高了生產(chǎn)率。逆向工程的實(shí)際應(yīng)用為許多企業(yè)的發(fā)展帶來了生機(jī)，進(jìn)而為創(chuàng)新設(shè)計(jì)和各種新產(chǎn)品開發(fā)奠定了良好基礎(chǔ)。,逆向工程的定義,逆向工程 (Reverse Engineerin

3、g）以設(shè)計(jì)方法學(xué)為指導(dǎo)，以現(xiàn)代設(shè)計(jì)理論、方法、技術(shù)為基礎(chǔ)，運(yùn)用各種專業(yè)人員的工程設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)、知識(shí)和創(chuàng)新思維，對(duì)已有產(chǎn)品進(jìn)行解剖、深化和再創(chuàng)造，這就是逆向工程的含義?？梢哉f，逆向設(shè)計(jì)是對(duì)已有設(shè)計(jì)的再設(shè)計(jì)，其中再創(chuàng)造是逆向設(shè)計(jì)的靈魂。 在實(shí)際操作中，用一定的測(cè)量手段對(duì)實(shí)物或模型進(jìn)行測(cè)量,根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)通過三維幾何建模方法重構(gòu)實(shí)物的CAD模型的過程，是一個(gè)從樣品生成產(chǎn)品數(shù)字化信息模型，并在此基礎(chǔ)上進(jìn)行產(chǎn)品設(shè)計(jì)開發(fā)及生產(chǎn)的全過程。,正設(shè)計(jì)與逆向設(shè)計(jì),人們通稱的設(shè)計(jì)，一般指正設(shè)計(jì)，它是一個(gè)從無到有的產(chǎn)品設(shè)計(jì)過程。設(shè)計(jì)人員首先根據(jù)市場(chǎng)需求，提出目標(biāo)和技術(shù)要求，進(jìn)行功能設(shè)計(jì)，創(chuàng)造新的方案，經(jīng)過一系列的設(shè)計(jì)活動(dòng)變

4、為產(chǎn)品。概括的說，正設(shè)計(jì)是由未知到已知、由想象到現(xiàn)實(shí)的過程：,市場(chǎng)需求分析,功能分析,設(shè)計(jì)人員創(chuàng)造性活動(dòng),產(chǎn)品,正設(shè)計(jì)與逆向設(shè)計(jì),逆向設(shè)計(jì)是從已知事物的有關(guān)信息（包括硬件、軟件、照片、廣告、情報(bào)等）去尋求這些信息的科學(xué)性、技術(shù)性、先進(jìn)性、經(jīng)濟(jì)性、合理性和改進(jìn)的可能性等。要回溯這些信息的科學(xué)依據(jù)，即充分消化和吸收，進(jìn)而在此基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)、挖潛和再創(chuàng)造。,已知一個(gè)確定的事情 （產(chǎn)品、照片或資料）,通過消化、吸收 進(jìn)行再創(chuàng)造,具有市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng) 力的新產(chǎn)品,（1）沒有設(shè)計(jì)資料或設(shè)計(jì)資料不完整； （2）當(dāng)要設(shè)計(jì)需要通過實(shí)驗(yàn)測(cè)試才能定型 的工件模型時(shí)。 （3）在美學(xué)設(shè)計(jì)特別重要的領(lǐng)域； （4）修復(fù)破損的藝術(shù)品

5、或缺乏供應(yīng)的損壞 零件等,逆向工程的應(yīng)用背景,從工程技術(shù)角度看，逆向?qū)ο罂筛爬槿悾?實(shí)物逆向 軟件逆向 影像逆向,逆向?qū)ο箢悇e,實(shí)物逆向以產(chǎn)品實(shí)物為依據(jù)，對(duì)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理、結(jié)構(gòu)、材料、精度、制造工藝、包裝、使用等方面進(jìn)行分析研究和再創(chuàng)造，最終研制出與原型產(chǎn)品相近或更佳的新產(chǎn)品。 實(shí)物逆向的對(duì)象可以是整個(gè)產(chǎn)品，也可以是部件、組件或零件。 逆向的內(nèi)容則包括功能逆向、性能逆向、方案、結(jié)構(gòu)、材質(zhì)、精度、使用規(guī)范等眾多方面的逆向。,實(shí)物逆向,實(shí)物逆向,原型 實(shí)物,性能測(cè)試,功能原理分析,分解,繪制草圖,部件、總裝簡(jiǎn)圖,部件、總裝圖,審核,工藝分析,繪制零件圖,測(cè)量并確定尺寸及公差,評(píng)價(jià),逆向產(chǎn)品方案

6、， 技術(shù)設(shè)計(jì)及評(píng)價(jià),產(chǎn)品試制,試驗(yàn)與反饋,新產(chǎn)品,設(shè)計(jì)思想逆向,材料、技術(shù)條件逆向,校對(duì)、審核、工藝 審查、標(biāo)準(zhǔn)化審查,裝配圖審查,實(shí)物逆向有兩項(xiàng)基本工作，即逆向分析與逆向設(shè)計(jì)。其一般過程如圖所示。,實(shí)物逆向,在實(shí)物逆向中，試驗(yàn)、測(cè)繪和逆向設(shè)計(jì)是重要工作，需要精心設(shè)計(jì)和仔細(xì)進(jìn)行。,試驗(yàn)方案和試驗(yàn)方法 測(cè)繪 逆向設(shè)計(jì),試驗(yàn)方案和試驗(yàn)方法,在實(shí)物未解體前對(duì)其功能、性能等進(jìn)行全面試驗(yàn)考核，測(cè)試其可行功能和性能指標(biāo)。為此，應(yīng)充分考慮以下各點(diǎn)： 根據(jù)樣本、使用說明書，摸清有哪些功能指標(biāo)； 根據(jù)試驗(yàn)要求，制定試驗(yàn)條件和試驗(yàn)規(guī)范，并選 擇合適的試驗(yàn)臺(tái)及相應(yīng)測(cè)試儀器儀表； 對(duì)試驗(yàn)結(jié)果數(shù)據(jù)進(jìn)行科學(xué)處理； 若試驗(yàn)

7、中出現(xiàn)故障，進(jìn)行詳細(xì)記錄和深入分析， 為排除故障或改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù)。,測(cè)繪,測(cè)繪中應(yīng)注意以下問題： 尺寸、精度 一般產(chǎn)品出廠前要經(jīng)磨合試驗(yàn)和性能試驗(yàn)。試驗(yàn)后零件的尺寸、形狀、邊面狀態(tài)等會(huì)有變化，要逆向其原始狀態(tài)（裝配前的狀態(tài)）。 無損檢測(cè) 對(duì)樣機(jī)的零件測(cè)繪一般不允許有損傷，因此應(yīng)盡量使用無損檢測(cè)方法，如用激光技術(shù)、光譜技術(shù)、三維全息照相顯示技術(shù)等。 原型數(shù)字化 對(duì)于具有復(fù)雜曲面的實(shí)物，一般需利用三維測(cè)量和CAD技術(shù)進(jìn)行逆向。其測(cè)量過程主要解決的問題是零件原型的數(shù)字化。目前，通常采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（CMM）或激光掃描等測(cè)量裝置來獲取零件原型表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。,逆向設(shè)計(jì),逆向設(shè)計(jì)指測(cè)繪后對(duì)關(guān)鍵問題

8、的分析和反設(shè)計(jì)問題。測(cè)繪完以后要將被測(cè)對(duì)象變成完整圖紙或模型，還需根據(jù)對(duì)零件工作特性的分析（必要時(shí)需要通過試驗(yàn)測(cè)試）進(jìn)行各種標(biāo)注和提出技術(shù)要求。對(duì)于特殊形狀的曲線應(yīng)通過優(yōu)化設(shè)計(jì)逆向其科學(xué)依據(jù)。對(duì)于箱體等結(jié)構(gòu)復(fù)雜件應(yīng)采用有限元法去逆向其強(qiáng)度和剛度等。,逆向設(shè)計(jì),逆向設(shè)計(jì)中重建具有復(fù)雜曲面零件原型的CAD模型是一件困難的工作。 首先，需要從測(cè)量數(shù)據(jù)中提取零件原型的幾何特征，即按測(cè)量數(shù)據(jù)的幾何屬性對(duì)其進(jìn)行分割，采用幾何特征匹配與識(shí)別的方法來獲取零件原型所具有的設(shè)計(jì)與加工特征。 然后，將分割后的三維數(shù)據(jù)在CAD系統(tǒng)中進(jìn)行表面模型擬合，并通過各表面片的求交與拼接獲取零件原型表面的CAD 模型。對(duì)于重建的CAD模型還需要進(jìn)行檢驗(yàn)與修正，即根據(jù)獲得的CAD模型重新加工出樣品，以檢驗(yàn)重建