模具設(shè)計(jì)制造中逆向工程技術(shù)的應(yīng)用研究

周亮

摘要：隨著科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，當(dāng)前我國(guó)對(duì)模具設(shè)計(jì)行業(yè)的發(fā)展逐漸重視起來(lái)。眾所周知，逆向工程技術(shù)是我國(guó)制造行業(yè)領(lǐng)域中的主要設(shè)計(jì)制造手段，其在進(jìn)行實(shí)際模具設(shè)計(jì)的過(guò)程更是起到舉足輕重的作用，需要注意的是，我們應(yīng)該以CAD軟件為設(shè)計(jì)平臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的逆向設(shè)計(jì)工作，只有這樣才能在一定程度上保證企業(yè)所生產(chǎn)出的模具產(chǎn)品質(zhì)量良好，并也能夠使模具制造周期得到縮減以至提升總體模具產(chǎn)品質(zhì)量。本文針對(duì)我國(guó)模具設(shè)計(jì)制造業(yè)現(xiàn)狀，對(duì)其中逆向技術(shù)的應(yīng)用和研究進(jìn)行仔細(xì)的分析和討論，希望為我國(guó)制造業(yè)的發(fā)展貢獻(xiàn)出一份力量。

關(guān)鍵詞：模具制造；逆向工程技術(shù)；應(yīng)用研究

一般而言，要想進(jìn)行科學(xué)合理的創(chuàng)新模仿，我們應(yīng)該在此時(shí)運(yùn)用逆向工程技術(shù)對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)處理，我們通常所說(shuō)的逆向工程技術(shù)就是相應(yīng)測(cè)量技術(shù)和軟件技術(shù)以及相關(guān)的現(xiàn)代產(chǎn)品制造技術(shù)等要素組合而成的綜合性應(yīng)用型技術(shù)。在進(jìn)行模具生產(chǎn)的過(guò)程中合理運(yùn)用逆向工程技術(shù)可以在一定程度上提升模具行業(yè)的發(fā)展空間。

1.具體內(nèi)容和應(yīng)用范圍概述

隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展以及現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，CAD技術(shù)的重要性不言而喻。其中CAD技術(shù)是我們進(jìn)行研究技術(shù)工具和開(kāi)發(fā)技術(shù)工具中的一種重要技術(shù)手段，同時(shí)三維造型技術(shù)的應(yīng)用也較為廣泛，無(wú)論是在模具設(shè)計(jì)工作上還是自動(dòng)化加工制造管理工作上，三維造型技術(shù)都有著相對(duì)較大的技術(shù)優(yōu)勢(shì)。在進(jìn)行實(shí)際操作開(kāi)發(fā)以及產(chǎn)品制造的過(guò)程中，相關(guān)設(shè)計(jì)人員所掌握的技術(shù)資料大多數(shù)都是三維模型，通常情況下此種實(shí)物模型都是通過(guò)從上游廠家處所獲取的。在這里需要強(qiáng)調(diào)的是，工作人員要通過(guò)相應(yīng)合理的工作渠道才能將實(shí)物信息轉(zhuǎn)化為CAD模型，那么在此過(guò)程中就會(huì)應(yīng)用到逆向工程技術(shù)，逆向工程技術(shù)就是指用科學(xué)測(cè)量手段對(duì)實(shí)物模型進(jìn)行具體測(cè)量，之后根據(jù)測(cè)量信息數(shù)據(jù)結(jié)果通過(guò)三維集合建模法實(shí)現(xiàn)實(shí)物重構(gòu)。

逆向工程技術(shù)中的整項(xiàng)設(shè)計(jì)較以往相比有著很大不同，逆向工程技術(shù)是基于產(chǎn)品原型進(jìn)行三維數(shù)字模型產(chǎn)品獲取的，并能夠?qū)AD技術(shù)、ACE技術(shù)以及CAM技術(shù)和CIMS技術(shù)進(jìn)行較為先進(jìn)的科學(xué)處理，因?yàn)槟嫦蚬こ碳夹g(shù)與傳統(tǒng)工程技術(shù)在工程設(shè)計(jì)方案起點(diǎn)中存在著很大異同，所以此時(shí)逆向工程技術(shù)設(shè)計(jì)自由度與相關(guān)設(shè)計(jì)要求也與傳統(tǒng)工程技術(shù)不同。廣義來(lái)講，形狀反求和材料反求以及相應(yīng)工藝反求是我國(guó)產(chǎn)品逆向工程中的三項(xiàng)重點(diǎn)內(nèi)容，其主要涵蓋了對(duì)新型產(chǎn)品零件的設(shè)計(jì)以及對(duì)產(chǎn)品做出改型以及對(duì)產(chǎn)品做出仿型設(shè)計(jì)等工作，還有就是其能夠?qū)ο鄳?yīng)零件進(jìn)行原件復(fù)制并將產(chǎn)品設(shè)計(jì)意圖重新展示出來(lái)對(duì)已損原件做出還原，還需要提到的一點(diǎn)就是，逆向工程技術(shù)也可以進(jìn)行相應(yīng)數(shù)字化模型監(jiān)測(cè)，并有效的提高了制造業(yè)中的數(shù)據(jù)信息傳遞效率。

2.實(shí)施條件

2.1.硬件條件

采用逆向施工技術(shù)進(jìn)行具體技術(shù)設(shè)計(jì)的過(guò)程中，我們應(yīng)該從相應(yīng)設(shè)計(jì)對(duì)象信息中進(jìn)行三維數(shù)據(jù)提取，此時(shí)三維信息獲取中的主要硬件條件就是檢測(cè)設(shè)備。就當(dāng)前我國(guó)的檢測(cè)設(shè)備而言，其基本上都是從國(guó)外引進(jìn)的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x以及三維掃描儀等，而側(cè)頭結(jié)構(gòu)原理則是由接觸式側(cè)頭和非接觸式側(cè)頭兩種側(cè)頭結(jié)構(gòu)構(gòu)成的，其中接觸式側(cè)頭又被分為硬側(cè)頭和軟側(cè)頭兩種側(cè)頭形式，在具體運(yùn)作的過(guò)程中，通過(guò)相應(yīng)側(cè)頭接觸并獲取有關(guān)數(shù)據(jù)信息。我們通常所說(shuō)的非接觸式側(cè)頭是根據(jù)光學(xué)原理以及激光原理進(jìn)行程序運(yùn)行的。

2.2.軟件條件

逆向工程軟件一般包括Surfacer軟件、Delcam軟件和Cimatron軟件以及Strim軟件等，而在對(duì)反向工程操作系統(tǒng)進(jìn)行具體應(yīng)用的過(guò)程中Evans軟件是主要針對(duì)零件識(shí)別而開(kāi)發(fā)出來(lái)的一款軟件，此時(shí)Evans軟件主要是進(jìn)行舊損零件仿制的。

3.準(zhǔn)備工作

3.1.眾所周知，逆向設(shè)計(jì)中對(duì)相關(guān)技術(shù)的要求較正向設(shè)計(jì)技術(shù)相比是十分嚴(yán)格的，所以我們應(yīng)該在進(jìn)行具體設(shè)計(jì)工作之前確定出設(shè)計(jì)思路，并在此基礎(chǔ)上對(duì)設(shè)計(jì)模型進(jìn)行科學(xué)合理分析，針對(duì)云點(diǎn)設(shè)計(jì)應(yīng)該將其模型進(jìn)行特征劃分，在得出相應(yīng)設(shè)計(jì)思路的同時(shí)發(fā)現(xiàn)設(shè)計(jì)中產(chǎn)生的問(wèn)題并設(shè)法解決。

3.2.對(duì)曲面類型加以確定是模具制造中逆向工程技術(shù)應(yīng)用中的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，因?yàn)槠湓谝欢ǔ潭壬嫌绊懼浖x擇和模塊定位，那么就自由曲面而言，我們應(yīng)該采用易于調(diào)整的曲線模塊，此時(shí)初等解析曲面件不必在測(cè)量數(shù)據(jù)影響下做出相應(yīng)調(diào)整。

4.相關(guān)注意事項(xiàng)及光順處理

在當(dāng)前進(jìn)行實(shí)際設(shè)計(jì)的過(guò)程中，大多數(shù)軟件在應(yīng)用時(shí)還存在著較大局限性，軟件低智能、點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理不當(dāng)和過(guò)分干預(yù)以及集成低下等都是軟件應(yīng)用中所出現(xiàn)的主要問(wèn)題。那么在進(jìn)行具體實(shí)踐操作設(shè)計(jì)時(shí)，我們應(yīng)該采用取長(zhǎng)補(bǔ)短的方式將多類軟件進(jìn)行配套使用，但需要提到的是，我們不應(yīng)該在相關(guān)設(shè)計(jì)中對(duì)點(diǎn)進(jìn)行全選，在確定相應(yīng)控制曲線的同時(shí)找出可行性點(diǎn)，將具有細(xì)化特征的點(diǎn)運(yùn)用到具體實(shí)踐設(shè)計(jì)中去，在進(jìn)行點(diǎn)擬合時(shí)盡量選取掃描質(zhì)量較好的點(diǎn)予以使用。

因?yàn)殡x散點(diǎn)數(shù)據(jù)缺乏相應(yīng)的具體特征信息，此時(shí)其會(huì)存在一定的數(shù)字誤差，我們應(yīng)該對(duì)相關(guān)誤差進(jìn)行光順處理。一般來(lái)講，光順處理主要包括光滑和順眼，其中光滑的含義就是指曲線和曲面之間的連續(xù)階，上階連續(xù)曲線為光滑曲線，而順眼則主要是指主觀評(píng)價(jià)。在具體光順處理的過(guò)程中應(yīng)該確保其并無(wú)多余拐點(diǎn)以及要保證曲率變化均勻，在修正值點(diǎn)序列的基礎(chǔ)上進(jìn)行插值曲線構(gòu)造，并利用功能模塊做出相應(yīng)調(diào)節(jié)以保持曲線光順。

結(jié)束語(yǔ)：

綜上所述，我們應(yīng)該以CAD軟件為設(shè)計(jì)平臺(tái)基礎(chǔ)進(jìn)行相應(yīng)的逆向設(shè)計(jì)工作，只有這樣才能在一定程度上保證企業(yè)所生產(chǎn)出的模具產(chǎn)品質(zhì)量，并也能夠使模具制造周期得到縮減以致提升總體模具產(chǎn)品質(zhì)量，在保證硬件設(shè)施和軟件設(shè)施齊全的同時(shí)應(yīng)對(duì)曲線進(jìn)行光順處理，才能在一定程度上促進(jìn)模具設(shè)計(jì)制造中逆向思維技術(shù)的應(yīng)用效率。

參考文獻(xiàn)：

[1]龔志輝，鐘志華.基于逆向工程技術(shù)實(shí)現(xiàn)汽車覆蓋件回彈評(píng)測(cè)[J].湖南大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）.2007（1）

[2]黃平華，尹桂林，余震，何丹農(nóng)，倪鋒，酈鈞.逆向工程和數(shù)值模擬在汽車覆蓋件模具創(chuàng)新設(shè)計(jì)中的綜合應(yīng)用[J].機(jī)床與液壓.2007（10）

[3]成思源，張湘?zhèn)ィS曼慧.逆向工程技術(shù)及其在模具設(shè)計(jì)制造中的應(yīng)用[J].機(jī)械設(shè)計(jì)與制造.2009（6）.