淺議逆向工程的現代制造技術分析研究

【摘要】逆向工程的現代制造技術在機械制造行業有著非常廣泛的應用，本文筆者先對逆向工程做了簡要介紹，進而對其制造技術進行了深入分析，最后展望了其發展趨勢，以便人們能夠更好的利用逆向制造技術。

【關鍵詞】逆向工程；制造技術；機械；分析

隨著社會經濟的快速發展，各種各樣的新興學科技術也隨著社會的快速發展而出現，并且有的已經在社會生產和實際生活中得到大量運用，其中逆向工程的現代制造技術就是近幾年中發展非常迅速的一門新興學科，并且已經在機械制造行業得到了大量實際運用。

1.逆向工程的簡述和特點

1.1 逆向工程的簡述

逆向工程又稱為反求工程，主要包括以下三個方面：一是，形狀反求；二是，工藝反求；三是，材料反求。盡管逆向工程技術已經得到大量的實際運用，但是其應有范圍還是比較集中在單一零件實物樣件這樣的幾何模型的反求方面的研究。

1.2 逆向工程的重要意義

現在的逆向工程制造技術生產的零件實物主要是從現有的物理模型或者是實物零件中生產出相應的CAD模型，基本上是模仿出來的，這跟機械類行業的仿形制造技術是非常相似的，雖然有著很相近的相似性，但是現代的逆向制造技術跟傳統的仿形制造技術有著根本上的區別，主要表現在以下兩個方面：一是，仿形技術的設計、制造、質量分析等所需要的各種信息、資料都可以通過逆向工程來提供；二是，現有的零件如果要想再繼續進行更深入的創新可以通過先進的CAD/CAM技術來實現。因此，可以說逆向工程一方面能夠實現復制出跟原來形狀、大小等完全相同的零件實物；另一方面還能夠在原零件的基礎上再進行更加深入的創新，研制出更新的產品來，所以說，逆向工程無論是在引進、消化、吸收國內外先進技術方面，還是在開發新產品方面都具有非常重要的現實意義。

1.3 逆向工程的特點

逆向工程被廣泛的應用到引進、消化、吸收國內外先進技術和新產品的開發以及產品的設計、制造、質量分析等方面，可以說是有著非常廣泛的應用領域，因此，逆向工程具有以下四方面的特點：

（1）有利于加快產品的設計、研發速度，提高新產品的開發力度；

（2）有利于使企業降低研發新產品的投資資本和投資風險；

（3）有利于縮短產品的造型和系列化設計的周期；

（4）有利于單件、小批量的零件制造投資，尤其是對一些模具的制造是非常適合的逆向工程技術在制造模具時一般分為兩種：一是，將模具CAD的結果通過RP系統直接制造成型的快速直接制模法，該方法是建立在RP技術基礎上的，并且該方法對RP系統制作樣件是不適用的，因此，該方法對傳統的模具制造工藝沒有依賴性，非常適合制造金屬模具，所以，該方法的開發前景是非常光明的；二是，在制造模具時，結合傳統的制模工藝，并且把原型作為母模、模芯或制模工具（研磨模），就是我們常說的間接制模法，該方法在制造產品零件原型時是利用RP技術進行制造的。

2.逆向工程的現代制造技術的分析

在逆向工程中最為關鍵的一步是，正確、迅速、全面的獲得整個實物原型的三維數據，因為三維數據對逆向工程后期的進行起著決定性的作用，可以說是直接決定著能否進行后期的活動。在這里數據的采集主要是指利用某一種方法準確的測量出實物表面的幾組組點的幾何坐標，這種測量實現的方法是多種多樣的，因此，在測量實物時，可以根據被測實物的表面是否有接觸分為以下兩大類：一是接觸式測量；二是非接觸式測量。

2.1 接觸式測量

我們都知道傳統的三維數字化儀是由3～6個自由度的桿式機構和末端的探針組成的探針式測量儀，在計算過程中，要想得到末端探針觸點的三坐標信息，必須利用運動學來進行計算，而且這種技術已經運用的非常成熟。其數據在處理過程中使用了兩種處理技術即：數字信號處理（DSP）技術、溫度補償技術，這使得該測量技術的精確度已經達到了0.0768～0.178mm，并且最終能夠達到100點/s的測量速度。另一個廣泛應用的接觸式測量設備是三坐標測量機（Coordinate Measuring Machine，CMM），這種接觸探針式的三維數字化儀在的初期逆向工程的應用過程中是一項非常重要的數據采集手段，它的特點是測量精度高、適應性強。

2.2 非接觸式測量

非接觸式測量的測量方法有很多，根據其原理不同可以分為光學測量法、工業CT測量法、核磁共振（MRI）測量法、超聲波測量法、電磁測量法、層析法等方式，其中光學測量法是應用最廣、技術最穩定的一種方法。

3.逆向工程制造技術的發展趨勢

3.1 數據獲取技術的發展趨勢

就目前的技術而言，數據獲取中測量手段的應用過程跟其它基本上沒有什么聯系，可以說是一個相對比較孤立的行為，因此，其測量過程中無論是對后續的數據處理，還是模型建立，都很少考慮進去，甚至對后續的快速加工也基本上不考慮，一個非常重要的發展趨勢就是根據幾何外形或者后續處理的要求進行特定方式的掃描，三坐標測量設備的發展趨勢是：精確度要高、自動化程度要高、非接觸測量、使用現場化，尤其是在關鍵部件的使用過程中更要選擇那些膨脹系數小、彈性模量高等優勢的新興材料。

3.2 數據預處理技術的發展趨勢

對大規模散亂數據處理的精確度高、自動化程度高是數據預處理的一個難點，因此，這就決定了數據預處理技術發展的主要方向，特別注意的是其提取特征線，要想很好的完成，主要是根據操作者的經驗。

3.3 曲面重構技術的發展趨勢

就目前而言，一個一直以來困擾逆向工程研究人員的一個難題就是在曲面重構過程中無論是速度還是精度都出現不足現象，而且還對還原特征之間的約束關系無法準確的確定，這樣在描述對象模型更高層次的結構特征信息時，不能夠準確的表達出來，不利于對產品改進、創新設計、CAPP/CAM集成等方面的自由曲面進行改正。

4.結論

逆向工程的現代制造技術在機械制造行業有著非常廣泛的應用，因此，必須重視逆向工程制造技術的方法和發展趨勢，使其能夠更好的投入實際應用中，發揮出其應用的價值。

參考文獻

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