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簡介 逆向工程在模具制造中的作用越來越重要。從樣品→數(shù)據(jù)→產(chǎn)品，逆向工程系統(tǒng)就專門為制造業(yè)提供了一個全新、高效的三維制造路線。
隨著計算機技術(shù)的發(fā)展，CAD/CAM技術(shù)已成為產(chǎn)品設(shè)計和加工的重要工具，其中的三維造型技術(shù)已被制造業(yè)廣泛應(yīng)用于產(chǎn)品及模具設(shè)計、方案評審、自動化加工制造及管理維護等各個方面。在實際開發(fā)制造過程中，設(shè)計人員接收的技術(shù)資料可能是各種數(shù)據(jù)類型的三維模型，但很多時候，卻是從上游廠家得到產(chǎn)品的實物模型。沒有圖紙或CAD數(shù)據(jù)檔案，工程人員無法得到準(zhǔn)確的尺寸，制造模具就更為煩雜。用傳統(tǒng)的雕刻方法，時間長且效果不佳，這時候就需要一個一體化的解決方案：從樣品→數(shù)據(jù)→產(chǎn)品，逆向工程系統(tǒng)就專門為制造業(yè)提供了一個全新、高效的三維制造路線。這就是模具制造中擁有的“逆向思維”，即逆向工程。
逆向工程是由高速三維激光掃描機對已有的樣品或模型進行準(zhǔn)確、高速的掃描，得到其三維輪廓數(shù)據(jù)，配合反求軟件進行曲向重構(gòu)，并對重構(gòu)的曲面進行在線精度分析、評價構(gòu)造效果，最終生成IGES或STL數(shù)據(jù)，據(jù)此就能進行快速成型或CNC數(shù)控加工。
逆向工程技術(shù)實施的硬件條件
在利用逆向工程技術(shù)進行設(shè)計時，需要從設(shè)計對象中提取三維數(shù)據(jù)信息。檢測設(shè)備的發(fā)展為產(chǎn)品三維信息的獲取提供了硬件條件。目前，國內(nèi)廠家使用較多的有英國、德國、日本等國家生產(chǎn)的三坐標(biāo)測量機和三維掃描儀。近幾年，國內(nèi)的掃描設(shè)備有了很大發(fā)展。例如，深圳鑫磊鐳瑞精密儀器有限公司自主研發(fā)生產(chǎn)的Laser-RE 600Ⅱ型復(fù)合式激光掃描機，測量范圍可達(dá)到X軸500mm，Y軸600mm ，Z軸400 mm。650 nm 波長激光，最大功率20mW ，連續(xù)可調(diào)。機械精度X、Y、Z三軸綜合精度分別≤0.05mm，機臺重復(fù)定位精度≤0.005 mm，機臺承受重力>1000 kg ，轉(zhuǎn)臺承受重力 >500 kg。掃描景深可達(dá)到150mm，掃描速度為1000p/sec，單次掃描寬度為50mm，掃描精度≤0.05mm，不僅可平面掃描而且可以旋轉(zhuǎn)掃描。Laser-RE600Ⅱ型復(fù)合式激光掃描機是目前國內(nèi)較為先進的掃描機。
不同的測量對象和測量目的，決定了測量過程和測量方法的不同。在實際三坐標(biāo)測量時，應(yīng)該根據(jù)測量對象的特點以及設(shè)計工作的要求確定合適的掃描方法并選擇相應(yīng)的掃描設(shè)備。例如，材質(zhì)硬且形狀較為簡單、容易定位的物體，應(yīng)盡量使用接觸式掃描儀。這種掃描儀成本較低，設(shè)備損耗費相對較少，且可以輸出掃描形式，便于掃描數(shù)據(jù)的進一步處理。但在對橡膠、油泥、人體頭像或超薄形物體進行掃描時，則需要采用非接觸式測量方法，它的特點是速度快，工作距離遠(yuǎn)，無材質(zhì)要求，但設(shè)備成本較高。
逆向工程技術(shù)實施的軟件條件
目前比較常用的通用逆向工程軟件有Surfacer、Delcam、Cimatron以及Strim。具體應(yīng)用的反向工程系統(tǒng)主要有以下幾個：Evans開發(fā)的針對機械零件識別的逆向工程系統(tǒng)；Dvorak開發(fā)的仿制舊零件的逆向工程系統(tǒng)；H.H.Danzde CNC CMM系統(tǒng)。這些系統(tǒng)對逆向設(shè)計中的實際問題進行處理，極大地方便了設(shè)計人員。此外，一些大型CAD軟件也逐漸為逆向工程提供了設(shè)計模塊。例如Pro/E的ICEM Surf和Pro/SCANTOOLS模塊，可以接受有序點(測量線)，也可以接受點云數(shù)據(jù)。其它的象UG軟件，隨著版本的改進，逆向工程模塊也逐漸豐富起來。這些軟件的發(fā)展為逆向工程的實施提供了軟件條件。
逆向工程工作中應(yīng)該注意的問題
在實際設(shè)計中，目前這些軟件還存在著較大的局限性。在機械設(shè)計領(lǐng)域中，集中表現(xiàn)為軟件智能化低；點云數(shù)據(jù)的處理功能弱；建模過程主要依靠人工干預(yù)；設(shè)計精度不夠高；集成化程度低等問題。例如，Surfacer軟件在讀取點云等數(shù)據(jù)時，系統(tǒng)工作速度較快，并且能較容易地進行點線的擬合。但通過Surfacer進行面的擬合時，軟件所提供的工具及面的質(zhì)量卻不如其它CAD軟件。如Pro/E、UG等。很多時候，在Surfacer里做成的面，還需要UG等軟件修改。但是，使用Pro/E、UG等軟件讀取點云數(shù)據(jù)時，卻會造成數(shù)據(jù)龐大的問題，對它們來說，一次讀取如此多的點是比較困難的。
值得注意的是，在設(shè)計過程中并不是所有的點都是要選取的，因此，在確定基本曲面的控制曲線時，需要找出哪些點或線是可用的，哪些點或線是一些細(xì)化特征的，需要在以后的設(shè)計中用到，而不是在總體設(shè)計中就體現(xiàn)出來。事實上，一些圓柱、凸臺等特征是在整體輪廓確定之后，測量實體模型并結(jié)合掃描數(shù)據(jù)生成的。同時應(yīng)盡量選擇一些掃描質(zhì)量比較好的點或線，對其進行擬合。逆向工程是一項開拓性、實用性和綜合性很強的技術(shù)，逆向工程技術(shù)已??廣泛應(yīng)用到新產(chǎn)品的開發(fā)、舊零件的還??以及產(chǎn)品的檢測中，它不僅消化和吸收實物??型，而能修改再設(shè)計以制造出新的產(chǎn)品。但同時設(shè)計過程中系統(tǒng)集成化程度比較低，人工干預(yù)的比重大，將來有望形成集成化逆向工程系統(tǒng)，以軟件的智能化來彌補人工干預(yù)的不足。
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