逆向工程技术在汽车行业的应用

【摘 要】阐述了逆向工程对于实现技术创新的重要性及具体作用.介绍了逆向工程技术的具体实现过程,并提出了几种逆向工程技术在汽车制造行业的具体应用方法.

【关 键 词】逆向工程技术；汽车制造行业；设计制造中的应用

Abstract:Thispaperintroducesthereverseengineeringfortheimportanceofrealizingtechnologicalinnovationandthespecificrole.Reverseengineeringisintroducedtheconcreterealizationoftheprocess,andputforwardseveralkindsofspecificapplicationmethodofreverseengineeringtechnologyintheautomobilemanufacturingindustry.

Keywords：ReverseengineeringtechnologyAutomobilemanufacturingindustryApplicationindesignandmanufacture

当今科技发展日新月异,每年的新技术和新产品都以指数级的速度递增,学习和借鉴别国的先进技术、引进先进的技术装备已经成为各国提高科技和生产力水平的重要途径.特别是技术落后的国家,只引进,不对引进技术进行消化、吸收、改进和创新,那么只会永远落后.

逆向工程（ReverseEngineering）技术是适应这种要求迅速发展起来的一门新兴学科.它消化吸收一系列先进技术,是一门跨学科、跨专业的综合性工程.以先进产品的零件实物或特征文件（程序、技术文件、图片、照片等）作为研究对象,应用现代设计理论方法、生产工程学和有关专业知识进行系统深入的分析和研究,探索掌握其关键技术,进而开发出同类的先进产品.故而逆向工程不仅是仿造,而且是一个创新的过程.对于汽车制造行业,逆向工程技术主要用于汽车覆盖件、座椅和其他关键部件的创新设计中.

逆向工程的具体过程如下：①对象数字化（objectdigitization）.利用相关的测量设备,根据产品模型测量得到空间拓扑离散点数据,并将测量结果以文件或数据库的方式存储.通常采用三坐标测量机、三维激光扫描仪、三维数字化仪、物体多角度照片等数字化方法来快速、准确地获取数据.当得到了较完整的采样数据以后,可通过三维图形处理技术将采样数据以三维图形的方式显示出来,得到直观简略的产品结构外形.此外还需对测量数据作些编辑处理,如删除噪声点、增加必要的补偿点,数据分割、压缩等.②重构模型（objectmodeling）.根据空间拓扑离散点数据反求出产品的三维CAD模型,并在产品对象分析和插值检测后,对模型进行逼近调整和优化.③对象分析（objectanalysis）.将模型和设计表征用于产品的表面分析、有限元分析和工艺分析,并将分析结果以文件或数据库的方式存储起来,以备其他模块检索调用.④加工（objectmanufacturing）.根据分析结果生成NC加工代码,并在NC设备上将反求对象加工出来.⑤检验与修正（Inspection&Modification）.根据重新测量加工出的样品来检验重构的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标的要求,对不满足要求者重复以上过程,直至达到零件的设计要求.

在汽车设计制造过程中,逆向工程技术可以应用于以下几个方面：①已有零件的复制.引进、消化、吸收国外先进设备的过程中,当设备中型面为自由曲面,特别复杂的零件,难以用测绘的方法得到其结构和尺寸时,可以采用逆向工程把原零件实物进行复制.②设计复杂外型.目前许多外形复杂的产品造型设计还难以直接用CAD实现,多用粘土、石膏或泡沫塑料来造型.对于汽车这样的大型物体,设计师必须先做出按比例缩小的木模或石膏模,模型符合要求后,在用逆向工程方法从物理模型构造出实体CAD模型.③修复损毁或磨损的零件.逆向工程系统具有一定的推理和判断能力,对损毁造成的表面缺陷或磨损造成的表面测量误差进行还原和修补,重构出完好的CAD模型.④数字化模型检测.对加工的零件进行扫描测量,利用逆向工程的方法构造出CAD模型,与初始的CAD模型进行数据比较,对测量误差进行修正,这样可以提高产品的检测精度.⑤快速原形（RP）零件制造.逆向工程技术是快速原形零件制造的关键技术.利用逆向工程技术,在现有实体的某些测量数据的基础上,重构起三维CAD信息模型,然后把改模型进行数据转换,使其成为可以直接被快速原形零件制造系统接收的数据格式,加工出快速原形.

总之,逆向工程技术在汽车设计制造过程中,可以提高生产效率、精度,缩短设计生产时间,获得良好的经济效益.但是,我国对逆向工程的研究和应用还处于起步阶段,总体水平还不高,特别是在汽车制造行业的应用方面,和许多发达国家相比还有很大的差距.重视它并开展逆向工程的研究应用具有重要的意义和经济价值.