先进制造技术逆向工程技术洪张舟讲稿.ppt
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1、第一页,讲稿共三十七页哦一、逆向工程概述二、逆向工程系统三、逆向工程的关键技术四、快速原型制造技术第二页,讲稿共三十七页哦1、逆向工程技术概念2、逆向工程技术应用第三页,讲稿共三十七页哦 一般工业产品开发是从确定预期功能与规格目标开始,构思产品结构,然后进行每个零部件的设计、制造以及检验,再经过装配、性能测试等程序完成整个开发过程,每个零部件都有设计图纸,按确定的工艺文件加工。这种开发模式称为预定模式(prescriptive model),此类开发工作称为正向工程(forward engineering)或正向设计,产品正向开发的流程如下图所示。1、逆向工程技术概述、逆向工程技术概述第四页,
2、讲稿共三十七页哦组件的正向开发流程规格确定设计制造检验逆向工程是相对于传统正向工程而言的第五页,讲稿共三十七页哦数字化测量CAD模型重构二维图样、技术文档仿制改制产品CAD/CAE系统CAM系统快速成型RP产品样件模具PDM系统实物样件新产品逆向工程流程图逆向工程流程图 第六页,讲稿共三十七页哦2 2、逆向工程技术应用、逆向工程技术应用(3)在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下(1)对产品外形的美学有特别的要求,为方便评价其美学效果,设计师广泛利用油泥、黏土或木头等材料进行快速且大量的模型制作。通过运用逆向工程技术将这些比例模型用数学模型表达,通过比例运算得到美观的真实尺
3、寸的CAD模型。(2)需要通过实验来最终确定零件的形状。第七页,讲稿共三十七页哦(4)艺术品、考古文物的复制。(5)人体中的骨头和关节等的复制、假肢制造。(6)特种服装、头盔的制造要以使用者的身体为原始设计依据,此时,需首先建立人体的几何模型。第八页,讲稿共三十七页哦 1、逆向工程系统组成2、逆向工程系统的设备与软件第九页,讲稿共三十七页哦1 1、逆向工程系统组成、逆向工程系统组成 (1)产品实物几何外形的数字化 1)零件原型的三维数字化测量 2)提取零件原型的几何特征。(2)CAD模型重建 1)零件原型三维重构 2)CAD模型的分析及改进(3)产品或模具制造第十页,讲稿共三十七页哦2 2、逆
4、向工程系统的设备和软件、逆向工程系统的设备和软件(2)测量测头分接触式和非接触式(1)测量机有三坐标测量机、多轴关节式机械臂及激光追踪站等。(3)数据处理软件(4)模型重建软件(CAD/CAM)模型重建软件包括三类,一是用于正向设计的CAD/CAE/CAM软件,但数据处理和逆向造型功能有限;二是集成有逆向功能模块的正向CAD/CAE/CAM软件;三是专用产品数据管理(PDM)等软件 第十一页,讲稿共三十七页哦 (5)CAE软件(6)CNC加工设备(7)快速原型机(8)产品制造设备第十二页,讲稿共三十七页哦1、数据采集方法2、数据的处理第十三页,讲稿共三十七页哦 数字化测量是逆向工程的基础,在此
5、基础上进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。数据的测量质量直接影响最终模型的质量。1 1、数据采集方法、数据采集方法逆向工程的关键技术逆向工程的关键技术第十四页,讲稿共三十七页哦接触式测量接触式测量测量设备 非接触式测量非接触式测量第十五页,讲稿共三十七页哦测量设备 基于平板探测器基于平板探测器X射线成像系统射线成像系统 医学医学CT测量测量第十六页,讲稿共三十七页哦测量方法比较优点优点 接触式探头发展已有几十年,其机械结构和电子系统已相当成熟,故有较高的准确性和可靠性。接触式测量探头直接接触工作表面,与工件表面的反射特性、颜色及曲率关系不大。缺点缺点 为了确定测量基准点而使用特殊的夹具,不同
6、形状的产品可能会要求不同的夹具,因此导致测量费用较高。球形的探头易因接触力造成磨损,为了维持测量精度,需要经常校正探头的直径,不当的操作还会损坏工件表面和探头。测量数度较慢,对于工件表面的内形检测受到触发探头直径的限制。对三维曲面的测量,探头测量到的点是探头的球心位置,欲求得物体真实外型需要对探头半径进行补偿,因而可能引入修正误差。接触式测量接触式测量第十七页,讲稿共三十七页哦测量方法比较优优点点 不必作半径补偿,因为激光光点位置就是工件表面的位置。测量数度非常快,不必像接触式探头那样逐点进出测量。软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量。缺点缺点 测量精度较差,因接触式探头大多使用光敏
7、位置探测器来检测光点位置,目前其精度仍不够,约为20以上。因非接触式探头大多是接收工件表面的反射光或折射光,易受工件 表面反射特性的影响,如颜色、曲率等。非接触式测量只做工件轮廓坐标点的大量取样,对边线处理、凹孔处理以及不连续形状的处理较困难。非接触式测量非接触式测量第十八页,讲稿共三十七页哦测量路径是测头的运动轨迹,在逆向工程的测量流程中是极其重要的一环,其数据规划的效果将直接影响到整个产品模型逆向工程时间的长短和重构质量。特别是在使用三坐标测量机进行数据测量时,为保证测量精度和运行安全,提高三坐标测量机的测量效率的关键。设计测量路径的基本原则:1)安全,即从本测量点移到下一测量点的途中,测
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