逆向工程技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用

馮驥強

[摘要]逆向工程技術(shù)是近年來逐漸發(fā)展起來的先進技術(shù)，它的出現(xiàn)給農(nóng)業(yè)機械設(shè)計提供了一種新的思路。本文首先介紹了逆向工程技術(shù)，然后闡述了逆向工程在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用。

[關(guān)鍵詞]逆向工程 農(nóng)業(yè)機械設(shè)計 應(yīng)用

[中圖分類號]TP39 [文獻標識碼]A [文章編號]1003—1650（2016）03—0226—01

引言

隨著我國農(nóng)業(yè)機械化進程的逐步深入推進，農(nóng)業(yè)機械正逐步向大型化、自動化、精密化發(fā)展，這對農(nóng)業(yè)機械設(shè)計提出了更高的技術(shù)要求。另一方面，多樣化的用戶需求、激烈的市場競爭和國外先進理念的引入也迫使農(nóng)業(yè)機械設(shè)計企業(yè)調(diào)整研發(fā)模式。因此，在保正質(zhì)量達到客戶要求的情況下盡可能的縮短研發(fā)周期，降低生產(chǎn)成本就成了農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的重要課題。逆向工程技術(shù)的出現(xiàn)，為解決以上問題提供了一個新的思路。

1逆向工程簡介

正向工程是人們比較熟悉和習慣的一種方式，他的基本過程為，設(shè)計者先進行市場調(diào)查，得到研發(fā)產(chǎn)品的基本構(gòu)思，借助CAD設(shè)計出產(chǎn)品的3D模型，然后通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)經(jīng)由數(shù)控機床產(chǎn)出產(chǎn)品。然而在許多實際問題中，我們面對的是一個物品的模型而不是已知的圖紙或者數(shù)據(jù)模型，這種情況下，需要使用一些方法將實物轉(zhuǎn)化成三維數(shù)據(jù)模型，這種從實物獲得產(chǎn)品的三維模型，進而使用三維模型開發(fā)生產(chǎn)的方式就是逆向工程（RE，Re-verse Engineering）。逆向工程是通過一定的測量手段對實物或模型進行測量，根據(jù)測量所得的數(shù)據(jù)，采用三維建模方法，重構(gòu)實物的CA D模型的過程。研究逆向工程，目的是通過對已存的產(chǎn)品的設(shè)計原理、結(jié)構(gòu)、材料、工藝裝配等各個方面進行分析研究，研制出與原型形相似，但結(jié)構(gòu)、性能等方面更為先進的產(chǎn)品。

應(yīng)用逆向工程的基本過程如下：

2逆向工程在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用

2.1逆向工程在農(nóng)業(yè)機械模具生產(chǎn)中的應(yīng)用隨著農(nóng)業(yè)機械化現(xiàn)代化逐步推進，模具在農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)中的應(yīng)用也日漸普遍。逆向工程以其獨有的優(yōu)點，契合了模具本身的特點，故而在農(nóng)業(yè)機械模具的設(shè)計中應(yīng)用廣泛。

逆向工程在模具生產(chǎn)中的一個重要應(yīng)用是輔助完成模具的修改定型。模具CAD模型確立后，并不意味著模具設(shè)計的完結(jié)，而在在模具實際生產(chǎn)前，設(shè)計人員往往需要反復(fù)對模具進行型面的修改，而這些修改均不能現(xiàn)在原始CAD模型上，即不能直接獲得最終的CAD模型，導(dǎo)致模具的設(shè)計成本增高和生產(chǎn)周期變長。應(yīng)用逆向工程技術(shù)，可以對已經(jīng)修改的模具進行數(shù)據(jù)掃描，然后進行點云數(shù)據(jù)處理和曲面重構(gòu)，輸出最終的CAD模型，再由CAD模型生成加工程序直接生產(chǎn)，從而縮短生產(chǎn)周期，降低生產(chǎn)成本。

逆向工程的另一個重要應(yīng)用領(lǐng)域是修復(fù)損壞或者磨損模具。大型農(nóng)業(yè)機械的大型覆蓋件模具是農(nóng)業(yè)機械生產(chǎn)的普遍和關(guān)鍵性工藝裝備。然而，由于模具結(jié)構(gòu)復(fù)雜，型面較多，形位精度和表面粗糙度要求較高，導(dǎo)致模具生產(chǎn)成本較高。一旦發(fā)生損壞或者磨損，損失巨大。而傳統(tǒng)的修復(fù)磨具方法由于缺少可靠的參照標準，經(jīng)常導(dǎo)致修復(fù)失敗甚至模具徹底報廢。逆向工程技術(shù)的引入，可以快速獲得完整的CAD模型，然后利用ANSYS仿真，對修復(fù)后模型的強度、剛度等力學性能進行評價，提出進一步改進方案。如今，逆向工程技術(shù)已經(jīng)廣泛使用于模具修復(fù)領(lǐng)域，提高了模具修復(fù)效率，延長了模具使用時間，降低了生產(chǎn)成本。

2.2逆向工程在農(nóng)業(yè)機械二次創(chuàng)新中的應(yīng)用

與發(fā)達國家相比，我國的農(nóng)業(yè)機械化水平仍處于農(nóng)業(yè)機械化中級階段的起步階段，制約農(nóng)業(yè)機械化的一個重要原因就是農(nóng)業(yè)機械技術(shù)水平的差距。引進吸收新技術(shù)就是快速填補技術(shù)空白，彌補技術(shù)缺陷的重要手段。然而由于技術(shù)封鎖等原因，往往無法得到機械的原圖紙和三維模型數(shù)據(jù)，這時逆向工程技術(shù)就可以發(fā)揮重要的作用。

首先，需要將獲得的產(chǎn)品拆分；然后將每一個核心部進行三維掃描，數(shù)據(jù)處理，得到最終的3D模型。需要指出的是，逆向工程不同于一般意義的“復(fù)制粘貼”，是在理解產(chǎn)品的設(shè)計思想，技術(shù)理念的基礎(chǔ)上進行二次創(chuàng)新，這一點在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中尤為重要。逆向工程只是一種手段，需要我們的設(shè)計人員在充分理解國外先進技術(shù)的基礎(chǔ)上，設(shè)計出適合我國土壤成分、地質(zhì)地形、工作環(huán)境以及經(jīng)濟現(xiàn)狀的農(nóng)業(yè)機械。

3總結(jié)

如今逆向工程技術(shù)已經(jīng)廣泛的應(yīng)用于各個領(lǐng)域，其在農(nóng)業(yè)機械設(shè)計中的應(yīng)用也正在廣泛的被工程技術(shù)人員關(guān)注。逆向工程技術(shù)可以輔助農(nóng)業(yè)機械設(shè)計，減少生產(chǎn)成本，縮短生產(chǎn)周期，因而在農(nóng)業(yè)設(shè)計領(lǐng)域中有良好的理論研究和實際應(yīng)用前景。