逆向工程范文10篇

一、油泥模型制作在逆向设计程序中的重要作用

逆向设计程序有三个基本步骤。一是概念设计，由设计师绘制效果图。二是模型阶段。效果图只是设计的初步概念，必须根据效果图制作油泥模型来反复验证设计的可行性。三是基于模型的数据采集与重构阶段。这一阶段通过采集油泥模型上的数据，进行数据重构来制作样机，最后用样机测试设计成果。从以上逆向设计程序不难看出，构建油泥模型衔接了创意设计与数据建构环节。油泥模型是根据设计图完成的，又是下一步工作数据采集与重构的基础。此阶段牵涉到产品设计实物化的造型、结构与功能表达，决定了产品实物化的效果。

二、油泥模型的制作程序

油泥模型是逆向设计中的关键环节。下面以重庆比阳产品设计公司的实际项目KB904小型发电机设计的油泥模型制作程序为例，分析逆向设计中油泥模型的具体应用，进而优化产品设计。(一)准备工作。1.搭建模型平台。逆向工程中油泥模型制作的第一步是搭建一个模型平台。此阶段，设计师必须全程参与，以确保模型能反映出设计想法。设计师需要制作1:1准确尺寸的网格图作为模型制作的形态参考。同时，工程师需要进行结构及位置验证，以确保零件之间不会发生干涉，确保产品内部的尺寸和结构件的位置，使产品结构能顺利实现。在该项目中，KB904机芯系统的尺寸、框架为基本固定，可以用原有机芯加代木等填充材料搭建模型平台。2.工具准备与烘烤油泥。油泥模型制作常用的工具有刮刀、刮片、测量仪器等。油泥需要烘烤变软后才能开始制作。软化油泥一般是将油泥放在烤箱里均匀加热到60℃左右，使之到达合适的软度便可使用。(二)确定模型外形——填敷与刮制成型。1.填敷油泥确定外轮廓。准备工作做好后，就可以在初胚上开始填敷油泥了。此阶段需要模型师与设计师沟通，主要探讨模型的形态表达是否符合设计师的形态诉求。填敷的具体过程是一层接一层地贴泥。在填敷时，第一层油泥不要敷得太厚，以免敷得不紧凑而脱落。为了更好地敷填，可以在填充材料上用刀具掏些小孔，然后按照面的关系用推压的方式上泥。这样有利于挤出油泥里的空气。填敷油泥的主要方法是用大拇指和手掌缘向前推进填敷，每次可敷2～5mm厚。填敷到大形与设计图基本差不多时，根据1:1的网格图用手将多余形态处的油泥抠掉，形态不足的填敷，直到基本达到较理想位置。初步成形阶段主要确定的是外轮廓的最高高度，不追求形态的细节变化。2.油泥模型粗刮。模型初步成形后，模型师要根据1:1的效果图把大体的形态用刮制的方式找出来，使形态更加准确。此阶段追求形态的细节变化准确，主要有粗刮与精刮的过程。在刮制的过程中，按照先大面、后局部的步骤进行，从确定了的基本部位开始造型，细节在整体成形基本完成后制作。粗刮油泥，根据模板或图纸，去掉凸出的多余部分，将凹陷的地方填补起来，塑造模型的基准面以确定大形。在粗刮油泥的过程中，模型师头脑中要始终保持完整的形状，需要多次测量图纸，直到刮出基本形状，就可以开始精刮了。3.精刮完成图纸的实物化。精刮阶段除了要确定形态的准确外，还应使模型表面光滑。此阶段一定要多次对比图纸，分析特征线、参考点，以确定准确的形态。在制作时，模型师还可以用1:1的网格图纸配合测量工具随时检测外形的准确性。此阶段基本上是用胶条配合各式刮刀进行刮切，使模型形态与设计图纸一致。最后，模型师要用薄刮片修整模型，使其表面光滑。刮除的油泥冷却后很快就会硬化。这些使用过的油泥也可以回收后再反复使用。经过精刮后，油泥模型就完成了最初设计图纸的实物化表现。(三)形态的修改与验证。油泥模型制作完成后，需要进行形态验证。此阶段，模型师、设计师、结构师需要共同到场，反复沟通，验证设计的可行性。模型师主要与设计师、结构师一起评审设计中结构、功能需要完善与修改的地方。需要确定的内容有外观造型的分模与脱模情况，结构、加工的可实现性等问题。经过多次评审验证后，油泥模型需要根据评审验证要求进行修改与调节，直至甲方确认。在本案的油泥模型制作中，操作面板、拉环位置以及顶部油箱盖等经过了多次修改，一些局部造型也和原效果图设计方案产生了一定的变化，才达到最终的油泥模型状态。

三、结论

油泥模型制作环节是逆向程序中对设计创意概念进行实物化体现的第一步，是产品开发中产品实物化的检验探索阶段，也是设计师与工程师沟通的桥梁。逆向工程在油泥模型制作过程中对产品的形态、结构、功能的不断推敲与修改，是使最终形成产品更加完善的重要因素。设计师和工程师在此阶段能有效地解决设计和制造之间的矛盾。因为造型设计与工程设计在设计思维上存在较大差别[2]，所以，对油泥模型制作的意义与程序进行分析、研究是非常有必要的。对油泥模型制作的剖析能使之更符合产品开发的目的，为产品设计服务。

摘要：以车门为例，采用三维激光扫描方式提取三维数据信息及进行数据化预处理，用UG软件实现模型重建，并对其中的关键技术作进一步的分析与研究。实践证明，基于逆向工程技术的产品重构可提高产品的研发速度，缩短产品上市的周期。

关键词：逆向工程；车门；数字化处理；UG软件；三维重建

1前言

传统的产品设计是从概念设计到产生工程图纸，通过工程图纸指导加工制造出产品，它是一个正向或顺向的设计过程。而逆向工程是相对于传统的产品设计流程提出的，它是先有实物模型（产品原型或油泥模型），通过相关的数字化技术采集到实物表面的点云数据，经过相关逆向软件处理后导入三维几何造型软件建立CAD数字模型，然后根据CAD模型仿造出相同的实物产品或在原有设计基础上制作出功能相近，但又不完全一样的新产品。随着计算机技术在制造领域的广泛应用，逆向工程技术在航天、汽车、电子产品、工艺品行业及医学等方面得到了较大程度的应用，特别适合具有复杂形状的零部件产品设计，它在提高产品设计的精度、修复还原损坏或磨损零件、检测产品、缩短新产品设计周期、加快产品的更新换代速度及减少企业设计开发新产品的成本等方面起到了举足轻重的作用。逆向工程技术被企业接受已有近十年左右的时间，历史虽短，但是它具有广阔的应用前景和抢占市场先机的优势，特别是对提高企业产品竞争力方面具有巨大的推动作用，已经引起了国内外众多企业的关注和应用。在产品开发过程中，逆向工程技术常被企业认为是消化、吸收先进技术的重要方法之一，是企业推进自身快速发展的一条捷径，更是企业实现新产品快速开发并迅速推向市场的一种技术手段。本文以某企业项目中的车门零件开发为例，通过对其产品原型进行数据采集、预处理、CAD模型重建及优化设计，详细分析了逆向工程在产品设计中的应用。

2数据采集与预处理

2.1数据采集

一、逆向工程技术及设备的发展概况

逆向工程(ReverseEngineering)作为一项新的先进制造技术被提出是在上世纪八十年代末至九十年代初。当时首先由美国汽车龙头—福特汽车公司倡导的汽车“2毫米工程”对传统的制造业提出了前所未有的挑战。它要求将质量控制从最终产品的检验和检测，提前到产品的开发设计阶段。减小开发风险，降低开发成本，加快产品成功开发的周期。九十年代初在世界范围内掀起了所谓“先进制造技术及设备”的研究、开发热潮。

在计算机高度发展的今天，三维立体的几何造型技术已被制造业广泛应用于工模具的设计、方案评审，自动化加工制造及管理维护等各方面。而往往我们都会遇到这样的难题，就是客户给你的只有一个实物样品或手扳模型，没有图纸CAD数据档案，工程人员没法得到准确的尺寸，制造模具就更为困难。用传统的雕刻方法，时间长而效果不佳，这时我们就需要采用各种测量手段及三维几何建模方法，将原有实物转化为计算机上的三维数字模型。这就是所谓逆向工程(ReverseEngineering)。

逆向工程包括快速反求、快速成型、快速模具以及多自由度数控加工等多个环节。其中作为快速反求的发展则是由传统的接触式测量向快速非接触式测量逐步发展，特别是承受着“光机电一体化”技术的发展，结合了计算机、图像处理，激光技术以及精密机械的三维激光扫描机逐渐成为了反求工程的主流。而三维激光扫描从形式上又是从点扫描测量向线扫描测量、场测量发展的，其中线扫描测量与点扫描同样基于“三角法测量原理”，同时借助于高精度，高分辨率的面阵CCD图像采集系统，从而使其具有了与点扫描形式类似的高测量精度以及可与场测量方式媲美的高效率。另外，采用步进电机带动旋转平台，可以获取被测物体的全轮廓数据信息，能真正做到了采用三维扫描方式获取物体三维形状信息。

二、Laser-RE推出后的短短两年时间内，仅就珠江三角洲地区，Laser-RE就已销售近百余台，国内一些大型的企事业单位均先购了该设备，如：浙江大学、哈尔滨理工大学、重庆工学院、五邑大学、东莞理工学院、江苏金鼎集团等。销售量在国内名列前茅。所以说三维激光扫描机这个“旧时王谢堂前燕”，到今天才真正“飞入寻常百姓家”。在深圳、广州、东莞、顺德、宁波、温州、义乌、泉州、重庆等地涌现出很多以Laser-RE为革本设备的专业对外进行逆向工程反求处理的国营、个体设计服务中心。“对外激光抄数”、“对外激光三维测绘”在国内制造业内达到前所未有的热度，极大地推动了当地企业产品开发、设计的水平和减少开发周期，取得了很好的经济效益和社会效益。

三、Laser-RE三维激光扫描原理及应用：

1逆向工程的内容及其应用范围

随着计算机技术的发展，CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。在实际开发制造过程中，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型。设计人员需要通过一定的途径，将这些实物信息转化为CAD模型，这就应用到了逆向工程(ReverseEngineering).所谓逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。

逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。而逆向工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。

一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容:

(1)新零件的设计，主要用于产品的改型或仿型设计。

(2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图。

摘要采用由彩色CCD摄像机和面结构光投射装置组成的三维彩色逆向工程测量系统，获取待测物体的彩色图像，结合机器视觉双目视差原理和图像处理技术，获得物体表面点的三维彩色信息，生成三维彩色点云，进而实现测量物体的三维彩色模型重构。

关键词逆向工程；双目立体视觉；立体匹配；彩色点云

1引言

通过二十年的发展，逆向工程已经取得了很大的进展，在模具制造业、玩具业、游戏业、电子业、鞋业、艺术业、医学工程及产品造型设计等方面发挥了重要作用[1]。但是，随着网络技术的蓬勃发展，在多媒体、游戏业、动画业、医学以及古文物和艺术品的数字化等方面，目前的单色三维逆向技术已不能满足需求，在这种情况下，彩色三维数字化和数据处理系统开始蓬勃发展，三维彩色逆向工程技术成为逆向工程研究中非常活跃的一个分支。

2系统组成

逆向工程中的测量系统分为接触式测量和非接触式测量，由于非接触式测量有着众多优点，是现在逆向工程测量系统研究的重点，目前普遍使用的是单色结构光测量系统，它采用两个黑白CCD摄像机，从不同角度得到待测物体的二维图像，利用双目视差原理，获得待测物体的深度信息。由此得到物体表面各个点的三维坐标[2]。

摘要：一块普通的玉石经过雕刻工匠雕刻之后，就成了精美的工艺品，其产业对市场需求较大，但依靠手工雕刻无法满足市场需求，其批量生产的效率低、人工成本高。本项目使用逆向工程技术对手工雕刻的工艺品进行逆向，再通过数控加工进行批量生产加工，从而达到自动化生产加工的目的，解决其效率低、人工成本问题。

关键词：数控雕刻；玉石；逆向工程技术；应用研究

现以一个较为复杂的手工雕刻的工艺品为例子，通过逆向工程技术对其进行逆向建模，逆向出对应的3D数字模型，再通过CAM数控编程软件进行加工轨迹的编辑，生成对应的数控机床加工代码，导入数控五轴机床进行实践加工。

1手工玉石雕刻

先准备好玉石毛坯及手工雕刻用的工具，其雕刻流程大体分为四部分：1）设计：根据材料的大小及质地构思好需要雕刻模型的形状。2）粗雕：用笔画好大致轮廓，去除大部分材料，粗雕出其大致形状轮廓。3）细雕：对粗雕完成的坯料进一步的刻画，细雕其细节特征。4）抛光：将其表面进行打磨，使玉器表面光滑而细腻。经过雕刻后，一块粗糙的玉石毛坯变成了一件有价值的工艺品（如图1所示），其加工的时间大概需要一天左右。

2模型逆向建模

摘要：所谓逆向工程，其主要是指在缺失完整的设计图纸或者没有设计图纸和CAD模型时，以当前拥有的实物模型为参考，利用各种数字化扫描技术来重新构造产品样本的CAD模型。与此同时，还需要使用先进的CAD技术来制造、改进和修改产品的样本形状，从而使得模型产品可以被最终加工出来。利用逆向工程对复杂曲面进行数控加工是一种新型的加工技术，对其进行全面的分析和研究，对于促进相关产业的发展具有重要作用。

关键词：逆向工程；复杂曲面；数控加工技术

利用逆向工程对复杂曲面进行数控加工，主要利用CAD系统生产的CAD模型与NC加工程序等，是当前一种比较成熟且应用范围较为广泛的复杂曲面加工技术。该项技术主要是利用三维数据扫描，在扫描过实物之后，在计算机设备中进行建模和完善，生成NC程序，并与数控加工机床产生通讯，从而快速的完成产品模式的制造。在加工复杂曲面过程中使用此种方法，不仅可以提高曲面的制作速度，还能够对CAD模型进行再次创新。因此，对该项加工技术进行具体研究，对于推动制作和模型设计行业的发展具有重要作用。

1数字化的扫描技术

一般情况下，主要通过接触式与非接触式方法来采集三维数据，其中，接触式测量方法包括连续式的数据采集和点位触发式的采集数据方式。在接触式采集中，电位触发式采集方式的采集速度比较慢，只适用于需要数据量少的表面数字化或者是检测零部件表面形状等场合；连续式采集法的采集速度比较快，可以应用在一些需要大规模采集数据的场合。从效果上来看，接触式测量具有精确度高、操作简便、采集成本低以及抗干扰能力强等优势，但由于该方法在测量过程中存在接触压力，所以在测量一些质地比较柔软的零件时，容易产生误差较大的测量结果；并且，该方法的测头半径还存在着三维补偿的问题。非接触式的测量方式由于测头不需要与其测量物体的表面直接接触，主要依靠激光、电磁场和声波等方式来传播数据，所以不会产生接触压力。目前，常见的测量方式主要有：以激光作为传播媒介的断层扫描测量和激光三角形测量法。与此同时，非接触测量还拥有测量速度快、测量过程中不会损坏零件表面、测量距离远、对测量环境要求低、不存在三维补偿问题以及适用于测量弹性较大或者是质地较为柔软的零部件等优势，这也使得该项测量技术在近些年得到了快速的发展[1]。

2数据预处理

摘要:随着智能制造的逐步发展，对生产设计的相关员工提出了更高的技术要求，有关人员应能够熟练地运用CAD、CAM等工具来完成相关的工作。主要分析了逆向工程技术，并针对其在机械制造领域的应用进行了研究。

关键词:逆向工程技术;机械制造领域;应用

目前，逆向造型、精密测量与检验等岗位具有越来越重要的地位。通过将逆向工程技术与CAD、CAM等先进的制造技术相结合，能够为计算机辅助设计系统的发展提供一个新的发展思路。对逆向工程技术进行研究和分析，能够有效地提高工业产品的设计水平。

1逆向工程技术概述

1．1逆向工程技术的基本概念

逆向工程又名反向工程，简称RE，是一种产品设计技术再现过程，即对一项目标产品进行逆向分析及研究，从而演绎并得出该产品的处理流程、组织结构、功能特性及技术规格等设计要素，以制作出功能相近但又不完全一样的产品。逆向工程源于商业及军事领域中的硬件分析，其主要目的是在不能轻易获得必要生产信息的情况下，直接从成品分析推导出产品的设计原理。逆向设计与正向设计相对应，正向设计是一个“从无到有”的过程，设计人员需要对产品的外观、结构、功能以及一些相关的技术参数进行构思，使用CAD技术构建产品的三维模型，最后把三维模型引入实际的生产制造中，完成设计制造的全部周期。而逆向工程则是一个“从有到无”的过程，首先需要根据现有的产品模型，反向推出产品设计的图纸以及相关的数据，之后再进入产品的制造阶段。

1引言

逆向工程也称反求工程或反向工程，是根据已存在的产品或零件原型构造产品或零件的工程设计模型，并在此基础上对已有的产品进行剖析、理解和改进，是对已有设计的再设计。

从广义讲，逆向工程可分以下三类：

(1)实物逆向：它是在已有产品实物的条件下，通过测绘和分折，从而再创造；其中包括功能逆向、性能逆向、方案、结构、材质等多方面的逆向。实物逆向的对象可以是整机、零部件和组件。

(2)软件逆向：产品样本、技术文件、设计书、使用说明书、图纸、有关规范和标准、管理规范和质量保证手册等均称为技术软件。软件逆向有三类：既有实物，又有全套技术软件；只有实物而无技术软件；没有实物，仅有全套或部分技术软件。

(3)影像逆向：设计者既无产品实物，也无技术软件，仅有产品的图片、广告介绍或参观后的印象等，设计者要通过这些影像资料去构思、设计产品，该种逆向称为影像逆向。

【摘要】本文针对产品外观设计过程中逆向工程技术的应用进行了探讨，重点讨论了与外观设计紧密联系的反求技术的运用及最新发展动向，并就相关问题提出了自己的看法。通过进一步的研究寻找快速、准确、高效的产品外观设计方法是这篇文章的宗旨.

【关键词】逆向工程;快速采集;曲面拟合;三维测量技术

1、引言

作为一种新产品开发以及消化、吸收先进技术的重要手段,逆向工程和快速原型技术可以胜任消化外来技术成果的要求。它们的出现改变了传统产品设计开发模式,大大缩短了产品开发的时间周期,提高产品研发的成功率。

当今，各个行业越来越注重产品的外观设计，以此来吸引顾客，最终在商业上取得成功。这点在消费产品的设计中体现的尤为突出。特别是手机、数码相机、汽车等行业。

1.1逆向工程及其应用范围