淺談逆向工程技術在汽車行業(yè)的應用

【摘 要】闡述了逆向工程對于實現(xiàn)技術創(chuàng)新的重要性及具體作用。介紹了逆向工程技術的具體實現(xiàn)過程，并提出了幾種逆向工程技術在汽車制造行業(yè)的具體應用方法。

【關鍵詞】逆向工程技術；汽車制造行業(yè)；設計制造中的應用

Abstract: This paper introduces the reverse engineering for the importance of realizing technological innovation and the specific role。Reverse engineering is introduced the concrete realization of the process， and put forward several kinds of specific application method of reverse engineering technology in the automobile manufacturing industry.

Keywords：Reverse engineering technology Automobile manufacturing industry Application in design and manufacture

當今科技發(fā)展日新月異，每年的新技術和新產(chǎn)品都以指數(shù)級的速度遞增，學習和借鑒別國的先進技術、引進先進的技術裝備已經(jīng)成為各國提高科技和生產(chǎn)力水平的重要途徑。特別是技術落后的國家，只引進，不對引進技術進行消化、吸收、改進和創(chuàng)新，那么只會永遠落后。

逆向工程（Reverse Engineering）技術是適應這種要求迅速發(fā)展起來的一門新興學科。它消化吸收一系列先進技術，是一門跨學科、跨專業(yè)的綜合性工程。以先進產(chǎn)品的零件實物或特征文件（程序、技術文件、圖片、照片等）作為研究對象，應用現(xiàn)代設計理論方法、生產(chǎn)工程學和有關專業(yè)知識進行系統(tǒng)深入的分析和研究，探索掌握其關鍵技術，進而開發(fā)出同類的先進產(chǎn)品。故而逆向工程不僅是仿造，而且是一個創(chuàng)新的過程。對于汽車制造行業(yè)，逆向工程技術主要用于汽車覆蓋件、座椅和其他關鍵部件的創(chuàng)新設計中。

逆向工程的具體過程如下：①對象數(shù)字化（object digitization）。利用相關的測量設備，根據(jù)產(chǎn)品模型測量得到空間拓撲離散點數(shù)據(jù)， 并將測量結(jié)果以文件或數(shù)據(jù)庫的方式存儲。通常采用三坐標測量機、三維激光掃描儀、三維數(shù)字化儀、物體多角度照片等數(shù)字化方法來快速、準確地獲取數(shù)據(jù)。當?shù)玫搅溯^完整的采樣數(shù)據(jù)以后，可通過三維圖形處理技術將采樣數(shù)據(jù)以三維圖形的方式顯示出來，得到直觀簡略的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)外形。此外還需對測量數(shù)據(jù)作些編輯處理，如刪除噪聲點、增加必要的補償點，數(shù)據(jù)分割、壓縮等。 ②重構(gòu)模型（object modeling）。根據(jù)空間拓撲離散點數(shù)據(jù)反求出產(chǎn)品的三維CAD模型，并在產(chǎn)品對象分析和插值檢測后，對模型進行逼近調(diào)整和優(yōu)化。③對象分析（object analysis）。將模型和設計表征用于產(chǎn)品的表面分析、有限元分析和工藝分析，并將分析結(jié)果以文件或數(shù)據(jù)庫的方式存儲起來，以備其他模塊檢索調(diào)用。④加工（object manufacturing）。根據(jù)分析結(jié)果生成NC加工代碼，并在NC設備上將反求對象加工出來。⑤檢驗與修正（Inspection Modification）。根據(jù)重新測量加工出的樣品來檢驗重構(gòu)的CAD模型是否滿足精度或其他試驗性能指標的要求，對不滿足要求者重復以上過程，直至達到零件的設計要求。

在汽車設計制造過程中，逆向工程技術可以應用于以下幾個方面：①已有零件的復制。引進、消化、吸收國外先進設備的過程中，當設備中型面為自由曲面，特別復雜的零件，難以用測繪的方法得到其結(jié)構(gòu)和尺寸時，可以采用逆向工程把原零件實物進行復制。②設計復雜外型。目前許多外形復雜的產(chǎn)品造型設計還難以直接用CAD實現(xiàn)，多用粘土、石膏或泡沫塑料來造型。對于汽車這樣的大型物體，設計師必須先做出按比例縮小的木?；蚴嗄＃Ｐ头弦蠛?，在用逆向工程方法從物理模型構(gòu)造出實體CAD模型。③修復損毀或磨損的零件。逆向工程系統(tǒng)具有一定的推理和判斷能力，對損毀造成的表面缺陷或磨損造成的表面測量誤差進行還原和修補，重構(gòu)出完好的CAD模型。④數(shù)字化模型檢測。對加工的零件進行掃描測量，利用逆向工程的方法構(gòu)造出CAD模型，與初始的CAD模型進行數(shù)據(jù)比較，對測量誤差進行修正，這樣可以提高產(chǎn)品的檢測精度。⑤快速原形（RP）零件制造。逆向工程技術是快速原形零件制造的關鍵技術。利用逆向工程技術，在現(xiàn)有實體的某些測量數(shù)據(jù)的基礎上，重構(gòu)起三維CAD信息模型，然后把改模型進行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，使其成為可以直接被快速原形零件制造系統(tǒng)接收的數(shù)據(jù)格式，加工出快速原形。

總之，逆向工程技術在汽車設計制造過程中，可以提高生產(chǎn)效率、精度，縮短設計生產(chǎn)時間，獲得良好的經(jīng)濟效益。但是，我國對逆向工程的研究和應用還處于起步階段，總體水平還不高，特別是在汽車制造行業(yè)的應用方面，和許多發(fā)達國家相比還有很大的差距。重視它并開展逆向工程的研究應用具有重要的意義和經(jīng)濟價值。

參考文獻:

[1]楊紅娟.基于變量化設計的逆向工程CAD建模技術研究[D].青島：山東大學，2007.

[2]孫立華.汽車后視鏡逆向工程應用設計[J].汽車零部件，2011年02期

[3]袁素粉，張芳芳，李功峰.基于CATIA V5汽車車身的逆向設計[J].輕型汽車技術，2011年Z3期.

[4]賀強，張樹生，白曉亮.逆向工程中一種魯棒的平移對稱提取算法[J].西安交通大學學報，2011年07期.

作者簡介：

翟明新，男，（1973-01~），職稱職務：講師，研究方向：車輛工程，單位：商丘職業(yè)技術學院汽車建筑工程系。

張志鵬，男，（1980-04~），職稱職務：助教，研究方向：機械設計，單位：商丘職業(yè)技術學院機電工程系。