逆向工程在產品設計中的應用（一）

　　隨著計算機技術的發展，CAD技術已成為產品設計人員進行研究開發的重要工具，其中的三維造型技術已被制造業廣泛應用于產品及模具設計、方案評審、自動化加工制造及管理維護各個方面。在實際開發制造過程中，設計人員接收的技術資料可能是各種數據類型的三維模型，但很多時候，卻是從上游廠家得到產品的實物模型。設計人員需要通過一定的途徑，將這些實物信息轉化為CAD模型，這就應用到了逆向工程(Reverse Engineering).所謂逆向工程技術，是指用一定的測量手段對實物或模型進行測量，根據測量數據通過三維幾何建模方法重構實物的CAD模型的過程。

　　逆向工程技術與傳統的正向設計存在很大差別。而逆向工程則是從產品原型出發，進而獲取產品的三維數字模型，使得能夠進一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先進技術對其進行處理。

　　一般來說，產品逆向工程包括形狀反求、工藝反求和材料反求等幾個方面，在工業領域的實際應用中，主要包括以下幾個內容:

　　(1)新零件的設計，主要用于產品的改型或仿型設計。

　　(2)已有零件的復制，再現原產品的設計意圖。

　　(3)損壞或磨損零件的還原。

　　(4)數字化模型的檢測，例如檢驗產品的變形分析、焊接質量等，以及進行模型的比較。

　　逆向工程技術為快速設計和制造提供了很好的技術支持，它已經成為制造業信息傳遞的重要而簡潔途徑之一。

　　而傳統的產品造型設計，一般是在市場調研，制定需求表之后，先展開平面簡圖的構思，形成稍微完整的方案之后，開始繪制三維簡圖，完全定型后再根據需要繪制效果圖、三視圖或制作簡易的模型。在造型設計的過程中，需要工程技術人員、產品造型人員與工人的通力合作，用樣品實物模型來表達設計者的構思，但對每一種方案都制作實物樣品，要付出大量的勞動，還存在著精度低、修改調整困難、設計周期長及成本費用高等問題。

　　2 CAD技術應用于產品設計

　　計算機技術的發展，帶來第三次技術革命浪潮，計算機輔助設計(computeraideddesign,簡稱CAD)技術則是計算機在工業領域應用中最為活躍的一支。它集數值計算、仿真模擬、幾何模型處理、圖形學、數據庫管理系統等方面的技術為一體，把抽象的、平面的、分離的設計對象具體化、形象化，它能夠通過“虛擬現實”技術把產品的形狀、材質、色彩，甚至加工過程淋漓盡致地表現出來，并能把產品的設計過程，通過數據管理，實現系統化、規范化，這正是工業設計與CAD技術必然結合的基礎所在。

　　逆向工程技術實施的軟件條件

　　目前比較常用的通用逆向工程軟件有Surfacer, Delcam. Cimatron以及Strim。具體應用的反向工程系統主要有以下幾個:Evans開發的針對機械零件識別的逆向工程系統;Dvorak開發的仿制舊零件的逆向工程系統:H.H.Danzde CNC CMM系統。這些系統對逆向設計中的實際問題進行處理，極大地方便了設計人員。此外，一些大型CAD軟件也逐漸為逆向工程提供了設計模塊。例如Pro/E的ICEM Surf和Pro/SCANTOOLS模塊，可以接受有序點(測量線)，也可以接受點云數據。其它的象UG軟件，隨著版本的提高，逆向工程模塊也逐漸豐富起來。這些軟件的發展為逆向工程的實施提供了軟件條件。而這些軟件相對與盡管目前一些高端的設計軟件，已經具備了產品復雜造型的設計與渲染功能，但要藝術類的設計師掌握并運用這類軟件，至今還不是一件容易的事。所以從事結構設計的設計師們大都是機械工程師出身，設計的思維與方式完全不同于造型設計師，他們思維是一種完全符合機械設計標準的設計思維方式。

　　那么，兩種設計將如何在產品的設計中得到結合，且得到較好的結合，并且更好地完成從設計到加工程序的轉換成為我們進行產品設計所要考慮的問題。