1、戔取寇工大拳ANHUI UNIVERSITY OF SCIENCE & TECHNOLOGY機(jī)械零部件逆向工程設(shè)計(jì)認(rèn)知與操作實(shí)驗(yàn)學(xué)院（部）：機(jī)械工程學(xué)院專業(yè)班級：學(xué)生姓名：指導(dǎo)教師：陳清華陳加勝2013年 6月25日機(jī)械零部件逆向工程設(shè)計(jì)認(rèn)知與操作實(shí)驗(yàn)一、實(shí)驗(yàn)認(rèn)知概念解釋逆向工程（又稱逆向技術(shù)），是一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)再現(xiàn)過程，即對一項(xiàng)目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行逆 向分析及研究，從而演繹并得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等設(shè)計(jì) 要素，以制作出功能相近，但又不完全一樣的產(chǎn)品。逆向工程源于商業(yè)及軍事領(lǐng)域中的硬件 分析。其主要目的是，在不能輕易獲得必要的生產(chǎn)信息下，直接從成品的分析，推導(dǎo)出產(chǎn)品 的設(shè)

2、計(jì)原理。逆向工程可能會(huì)被誤認(rèn)為是對知識產(chǎn)權(quán)的嚴(yán)重侵害，但是在實(shí)際應(yīng)用上，反而可能會(huì)保 護(hù)知識產(chǎn)權(quán)所有者。例如在集成電路領(lǐng)域，如果懷疑某公司侵犯知識產(chǎn)權(quán)，可以用逆向工程 技術(shù)來尋找證據(jù)。其工作流程圖如下：逆向工程可能會(huì)被誤認(rèn)為是對知識產(chǎn)權(quán)的嚴(yán)重侵害，但是在實(shí)際應(yīng)用上，反而可能會(huì)保 護(hù)知識產(chǎn)權(quán)所有者。例如在集成電路領(lǐng)域，如果懷疑某公司侵犯知識產(chǎn)權(quán)，可以用逆向工程 技術(shù)來尋找證據(jù)。其工作流程圖如下：批量加工 *模具成型模具批量加工 *模具成型模具NC生成快速成型 制造由CAD生成NC程序由CAD生 * L成STL文件J圖1逆向工程的工作流程逆向工程的應(yīng)用領(lǐng)域逆向工程技術(shù)已成為聯(lián)系新產(chǎn)品開發(fā)過程中各種

3、先進(jìn)技術(shù)的紐帶，并成為實(shí)現(xiàn)新產(chǎn)品快 速開發(fā)的重要技術(shù)手段。一般來說，逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個(gè)方 面。在機(jī)械領(lǐng)域的實(shí)際應(yīng)用中，主要包括以下幾個(gè)方面：對已有零件的復(fù)制，再現(xiàn)原產(chǎn)品的設(shè)計(jì)意圖；當(dāng)原始設(shè)計(jì)不可得時(shí)，用于對已有產(chǎn)品的改型或仿型設(shè)計(jì)；在設(shè)備維修中對個(gè)別損壞或磨損零件的復(fù)制；在美學(xué)設(shè)計(jì)特別重要的領(lǐng)域，通常采用真實(shí)比例的木制或泥塑模型來評估設(shè)計(jì)的美學(xué) 效果，再通過逆向工程進(jìn)行設(shè)計(jì)；當(dāng)設(shè)計(jì)需要實(shí)驗(yàn)才能定型的工件模型時(shí)，通常采用逆向工程的方法，例如，在航天航 空領(lǐng)域，為了滿足空氣動(dòng)力學(xué)等要求，需要進(jìn)行風(fēng)洞實(shí)驗(yàn)的產(chǎn)品模型；數(shù)字化模型的檢測，如檢驗(yàn)產(chǎn)品的變形分析、焊接質(zhì)量以及零件

4、實(shí)物與CAD模型的 比較等。二、實(shí)驗(yàn)操作實(shí)驗(yàn)儀器介紹逆向工程能在擁有現(xiàn)有物理部件之上，利用激光掃描儀、結(jié)構(gòu)光源轉(zhuǎn)換儀或射線斷層成 像之類3D掃描儀技術(shù)進(jìn)行尺寸測量，再通過CAD、CAM、CAE或其他軟件構(gòu)筑3D虛擬 模型的方法。我們本次實(shí)驗(yàn)使用的是學(xué)校最新購買的VxScan三維掃描儀。VxScan是一款簡單快捷 的掃描儀器，能在兩分鐘內(nèi)啟動(dòng)運(yùn)行，可3D掃描不同形狀、材料和顏色的機(jī)械零部件。 VXscan軟件模塊VXscan專門致力于采集和優(yōu)化3D掃描數(shù)據(jù)。除了能夠?yàn)檫@些特定的 任務(wù)提供高性能外，它還具有簡單易用和用戶友好的特點(diǎn)，足以滿足任何知識水平的用戶需 要。表面優(yōu)化算法可避免創(chuàng)建多個(gè)掃描層

5、并確保更準(zhǔn)確的網(wǎng)格，且無需任何后處理；結(jié)果是 網(wǎng)格得到優(yōu)化，并能以各種標(biāo)準(zhǔn)格式導(dǎo)出；掃描分辨率并無限制：只需輸入分辨率值，不受 掃描物體尺寸的影響。掃描前后可隨時(shí)更改分辨率。軟件可根據(jù)先前采集的原始數(shù)據(jù)重建 網(wǎng)格；實(shí)時(shí)呈現(xiàn)表面（掃描物體時(shí)，用戶可以查看3D表面）；其它功能還包括網(wǎng)格優(yōu)化等， 例如補(bǔ)洞、智能抽選（網(wǎng)格上無清晰度損失）和邊界過濾。逆向工程/外觀造型、設(shè)計(jì)和分 析行業(yè)設(shè)計(jì)技術(shù)圖3D -掃描至-CAD粘土模型數(shù)字化原型圖復(fù)制數(shù)字化模型與實(shí)物模型沖 模和塑模設(shè)計(jì)手工模型數(shù)字化定制部件設(shè)計(jì)包裝設(shè)計(jì)零配件部件設(shè)計(jì)快速成型和制造小規(guī) 模生產(chǎn)競爭分析質(zhì)量控制/檢測非接觸式檢測部件到CAD檢測初樣

6、檢測。2實(shí)驗(yàn)操作本次實(shí)驗(yàn)我們主要進(jìn)行的是對一些機(jī)械模型的掃描操作。有對簡單的方塊或圓柱體的掃 描，也有對復(fù)雜的汽車模型的掃描。當(dāng)然，主要任務(wù)還是對VXscan的軟件模塊的使用操 作。這款儀器的實(shí)質(zhì)是對機(jī)械模型進(jìn)行成型處理，然后再在軟件上進(jìn)行后續(xù)加工處理。這是 我們第一次接觸這款軟件，與傳統(tǒng)三維軟件相比這款軟件在某些方面有著傳統(tǒng)軟件的共性， 當(dāng)然由于這是一款基于掃描儀的軟件，也有著其自身的不同點(diǎn)。由于第一次使用這款軟件，在操作上面不太熟悉，因此掃描出來的圖形辨識度不高，由 于時(shí)間的限制，后續(xù)加工處理只是象征性地進(jìn)行了一些操作。但軟件的強(qiáng)大功能確實(shí)給了我 們很大的啟迪。三、實(shí)驗(yàn)總結(jié)1、試驗(yàn)中不要隨意動(dòng)觸碰機(jī)器，且在旁邊觀察時(shí)也不能有太大的動(dòng)作，否則可能會(huì)影 響掃描效果，進(jìn)而影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果；2、三坐標(biāo)測量儀用于精密加工，掃描后的點(diǎn)需進(jìn)行處理才能用于進(jìn)一步的加工；3、在掃描過程中，掃面時(shí)界面彈出無法掃描，有可能是攝像頭距工件太遠(yuǎn)