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逆向工程技术的应用

2018-07-03 00:00400
图1        众所周知,如今的产品在市场上的生命非常短暂,客户对新产品的接受能力非常高,产品需要不断更新,同时又要缩短推出市面的时间。
        有些类型的产品并不适合以常规手法进行生产制造。常规方法是指用CAD来构造产品→制成样本→确认样品→生产产品,例如玩具(人物、公仔、动物、线条复杂的产品等),如用CAD来构造线条,需要的时间较长,而且会发生线条生硬、外型达不到客户想要的效果的情况,而且CAD构造此类产品,因为3D图占用的空间很大,所以对电脑配置的要求相当高。这种情况下,逆向工程便显示出了其优越性。
        力丰集团子公司——力明快速制造有限公司在逆向工程领域积累了多年的经验,下面主要介绍了逆向工程的三个应用案例,包括:协助手板的制造、获得反求数据及检测作用。 图2

        应用之一——协助手板的制造
        玩具是最常用逆向工程的一个行业。该行业的特点是:产品推向市场快,周期短,而且外型为上。客户需要确认外观,但是用CAD构造的3D图让客户进行确认,不是一件容易的事情。因为用电脑软件去观看3D图,需要客户结合他的想象力,才能评估到它的模样,而且修改3D图也同样需要依靠想象力。
        这种情况下,以手板/雕刻制作方式进行样品制作,再进行修改,比采用CAD进行设计更好、更直接。如需要修改细微的地方,如加大圆角,利用样品进行修改只需要几分钟,直至样品完全得到客户的确认为止。但如果是使用CAD设计的话,所需要的修改时间更长,而且有时候软件未必允许修改。

图3

 
        采用逆向工程技术进行这样的一个样品制作的流程为:样品→采集数据→逆向工程系统→模型重构→RP→客户确认→下一步生产流程。
        力明公司主要使用德国Steinbichler Optotechnik的COMET传感器来进行逆向工程。系统的应用范围很广,从汽车零部件、家居用品(窗帘杆的一部份)到食品制造(巧克力模具),都能通过三维数据化处理而获得三维图像(图1所示)。
        整个工序都非常简单。一般从客户处得到一个实物(如图2),通过Steinbichler Optotechnik扫描后得到点云数据。根据这些数据,可以利用Steinbichler Optotechnik软件或者由美国 Raindrop公司的Geomagic软件,构造多边形曲面,然后输出CAD档案,再利用机械生产手板。如果客户对手板满意的话,就可以进行正式生产了。

图4

        应用之二——获得反求数据
        已推出市面的产品,因时间较长,在市面上已失去竞争力,需要不断更新外型或内在的配置,以吸引消费者。若产品失去了原有的3D图档,逆向工程便可以帮助解决这个问题。根据原有的产品反求数据,修改外型或结构去制作新的产品,为设计师提供了简单快捷的方式。 nextpage
        例如图3的头像实物失去了原来的3D图档,利用Geomagic软件,将扫描取得的点云数据,再输出能够生产及修改的CAD档案。Geomagic软件是专门做逆向工程的软件,能支持不同的CAD图格式。Geomagic Qualify可以在产品的CAD模型和产品的制造件之间实现迅速、易懂的图形比较,以进行首件检验、生产线上或是车间内检验、趋势分析、二维和三维几何形状尺寸标注及自动报告生成。Geomagic Studio则可根据任何实物零部件自动生成准确的数字模型。该软件为新兴应用提供了更多选择,如定制设备的大批量生产、即定即造的生产模式以及无任何数字模型零部件的自动重造。

图5

        应用之三——检测
        逆向工程还可以担当QC的角色,报告误差。有些产品,因体积较大,线条复杂(如弧度),卡尺或其它量度仪器难以量度它的数据,这时我们可以将生产的产品/样品,用逆向工程采集数据,完成的3D图与原有的3D作对比。当两个3D图档重叠在一起,出现不同颜色的地方,便是原有的3D图和生产的产品有误差的地方。误差的大小,可以根据颜色来断定。
        图4是上面提到的玩具的误差检测,该检测也是通过Geomagic软件进行的。通过逆向工程取得的3D图和原来的3D图重叠作对比,红色部分是正数的偏差,而蓝色部分是负数的偏差。设计师可以根据这些数据,去修改3D图或生产的工序,来满足客户的要求。

图6


        从接触式到非接触式的进步,使得逆向工程技术不断提升。非接触式光学/激光软件,也以智能化提升了其功能,并对速度、精细度、准确度等各方面都有更高的要求。逆向工程以往因为产品表面太光而导致无法进行数据的采集,需要喷上反差剂。而新一代的设备,针对光面的产品,不再需要喷反差剂便可以直接采集数据,而且不会破坏原来产品的表面。
        
        

图7
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