傳統(tǒng)的工業(yè)產(chǎn)品開發(fā)都遵循嚴(yán)謹(jǐn)?shù)捻樝蚬こ萄邪l(fā)流程,從功能的確認(rèn)與規(guī)格的制定開始,來構(gòu)思產(chǎn)品的零部件需求,再由各個組件的設(shè)計、制造以及檢驗(yàn)零部件組裝、檢驗(yàn)整機(jī)組裝、性能測試等程序來完成;而在逆向工程中個,設(shè)計人員面對的是產(chǎn)品樣件,即實(shí)物模型,這是逆向工程與其他常規(guī)制造方式的不同之處。此外,逆向工程具有與傳統(tǒng)設(shè)計制造過程截然不同的設(shè)計流程。在逆向工程中,按照現(xiàn)有的零件原型進(jìn)行設(shè)計生產(chǎn),零件所具有的幾何特征與技術(shù)要求都包含在原型中;而傳統(tǒng)的設(shè)計制造是按照零件最終所要承擔(dān)的功能以及各方面的影響因素,進(jìn)行從無到有的設(shè)計。還有一點(diǎn),從概念設(shè)計出發(fā)到最終形成CAD模型的傳統(tǒng)設(shè)計是一個確定的明晰的過程,而通過對現(xiàn)有零件原型數(shù)字化后形成CAD模型的逆向工程是一個推理、逼近的過程。
逆向工程一般可分為四個階段。
①零件原型的數(shù)字化。通常采用三坐標(biāo)測量機(jī)或激光掃描裝置來獲得零件原型表面點(diǎn)的三維坐標(biāo)值。
②從測量數(shù)據(jù)中提取零件原型的幾何特征。按測量數(shù)據(jù)的幾何數(shù)據(jù)對其進(jìn)行分割,采用幾何特征匹配與識別的方法來獲取零件原型所具有的設(shè)計與加工特征。
③零件原型CAD模型的重建。在分割后的三維數(shù)據(jù)CAD系統(tǒng)中分別做表面模型的擬合,并通過各表面的求交與拼接獲零件表面的CAD模型。
④重建CAD模型的檢驗(yàn)與修整。根據(jù)獲得的CAD模型用重新測量和加工出樣品的方法來檢驗(yàn)重建的CAD模具是否有精度或其他試驗(yàn)性能指標(biāo)的要求,對不滿足要求者重復(fù)以上過程,直至達(dá)到零件的設(shè)計要求。
從逆向工程的概念和技術(shù)特點(diǎn)可以看出,逆向工程的應(yīng)用領(lǐng)域主要是飛機(jī)、汽車、玩具和家電等模具相關(guān)行業(yè)。近年來隨著生物、材料技術(shù)的發(fā)展,逆向工程技術(shù)也開始應(yīng)用在人工生物骨骼等醫(yī)學(xué)領(lǐng)域。但是其最主要的應(yīng)用領(lǐng)域還是在模具行業(yè)。由于模具制造過程中經(jīng)常需要反復(fù)試沖和修改模具型面。若測量最終符合要求的模具并反求出其數(shù)字化模型,在重復(fù)制造該模具時就可運(yùn)用這一備用數(shù)字模型生成加工程序,可以大大提高模具生產(chǎn)效率,降低模具制造成本。
逆向工程技術(shù)在我國,特別是以生產(chǎn)各種汽車、玩具配套件的地區(qū)、企業(yè)有著十分廣闊的應(yīng)用前景。這些地區(qū)、企業(yè)經(jīng)常需要根據(jù)客戶提供的樣件制造出模具或直接加工出產(chǎn)品。在這些企業(yè),測量設(shè)備和CAD/CAM系統(tǒng)是必不可少的,但是由于逆向工程技術(shù)應(yīng)用不夠完善,嚴(yán)重影響了產(chǎn)品的精度以及生產(chǎn)周期。因此,逆向工程技術(shù)與CAD/CAM系統(tǒng)的結(jié)合對這些企業(yè)的應(yīng)用有重要意義。
與CAD/CAM系統(tǒng)在我國十幾年的應(yīng)用時間相比,逆向工程技術(shù)為工程技術(shù)人員所了解只有十幾年甚至幾年的時間。時間雖短,但逆向工程技術(shù)廣泛的應(yīng)用前景已經(jīng)為大多數(shù)工程技術(shù)人員所關(guān)注,這對提高我國模具制造行業(yè)的整體技術(shù)含量,進(jìn)而提高產(chǎn)品的市場競爭力具有重要的推動作用。