逆向工程技术的应用与研究

逆向工程技术的应用与研究

宫文峰，黄美发

（桂林电子科技大学机电工程学院，广西桂林541004）

来稿日期：2012-03-17

基金项目：国家自然科学基金资助项目（50865003）；广西制造系统与先进制造技术重点实验室主任课题（桂科能11-031-12_004）

作者简介：宫文峰，（1987－

），男，山东泰安人，硕士研究生，研究方向：机械振动与CAE 技术；黄美发，（1962-），男，广西蒙山人，博士，教授，博士研究生导师，主要研究方向：机电系统精度设计和智能测量方法

1引言

在机械设计制造领域中，有许多复杂零件需要进行逆向反求设计。如特殊设计制作的流线型曲面、

以试验修正法设计的叶片、采用真实比例制作的泥塑模型等，这些零件大多数没有特定的设计公式、

造型准则，通常由许多设计师、工艺师、美化师等联合手工试制的，对这些特殊设计的经典零件进行复制再现原设计就用到逆向工程技术。

在逆向工程中，对模型数据点的采集精度极为重要，业内常用到现代精密测量仪器：三坐标测量机（CMM ）。随着CMM 的广泛应用，人们逐渐发现传统的以几何学为基础的测量技术与现代数字化测量技术的测量方法有很大差异，存在CMM 测量的结果与按传统方法检测的结果不完全相同，传统标准已不再适应现代制造技术的需求[1]。新一代GPS 标准体系是以计量数学为基础的新型国际标准，给三坐标测量机的应用提供了标准依据，为CMM 在逆向工程中的应用提供了有利条件。

2逆向工程的概述

逆向工程（Reverse Engineering ，RE ），也称为反求工程或反向工程，起源于精密测量技术，它是设计下游向设计上游反馈

信息的回路，成为实现新产品快速开发的重要技术手段[2]。随着CAD/CAM/CAT 技术的快速发展，为逆向工程的应用提供了有利条件。传统的产品设计通常是从概念设计到图样绘制，再制造出产品，称之为顺向工程；逆向工程即是对零件或原模型提取数据生成图样，再制造产品，如图1所示[2]。

逆向工程

顺向工程图纸实物

CAD 建模数据采集

数据处理

CAM/RP CAM/RP CAD 建模

产品图纸

产品

图1顺向工程与逆向工程

Fig.1Sequential engineering and reverse engineering

3三坐标测量机

三坐标测量机（Coordinate Measuring Machines ，简称CMM ）是近40年发展起来的一种高效率的新型三维精密测量仪器。如今越来越多的复杂零件需要进行精密测量，而传统的测量方法无法达到要求的精度，三坐标测量机的出现是标志计量仪器从古典的手动方式向现代化自动测试技术过渡的一个里程碑[3]。如图2所示。

摘

要：

在逆向工程领域中，实物表面的测量精度非常最要，而现行标准因内容缺失制约了现代数字化测量仪器的应用。为解决此类问题，提出逆向工程现代设计体系模型，拟采用新一代GPS 标准指导三坐标测量机，联立计算机和数控加工中心，形成一个封闭环的现代设计体系。介绍了逆向工程、三坐标测量机、新一代GPS 的概念和原理，分析了模型的组成和应用及，阐述了对新一代GPS 的看法。最后，结合实例说明了CMM 在逆向工程中的应用。

关键词：逆向工程；新一代GPS ；三坐标测量机中图分类号：TH16；TH166

文献标识码：A

文章编号：1001-3997（2013）01-0110-03

Application and Research of Reverse Engineering Technology

GONG Wen-feng ，HUANG Mei-fa

（School of Mechanical and Electrical Engineering ，Guilin University of Electronic and Technology ，Guangxi Guilin 541004，China ）Abstract ：The measurement accuracy of objective surface data is very important in the field of reverse engineering （RE ）.The lack of existing geometrical product specification （GPS ）restricted the application of modern digital measuring instruments.In order to solve those problems ，it proposes the modern design system model of the reverse engineering.It uses a new generation of GPS standards to guide the coordinate measuring machine.It connects the computer and CNC machining centers.And it forms a closed modern design system.It introduces the concepts and principles of the RE ，

CMM and a new generation of GPS .And it analyzes the composition and application of the model.The views of the new generation of GPS are elaborated.Finally ，it illustrates the application of CMM in RE with an example.

Key Words ：Reverse Engineering （RE ）；New Generation of Gps ；Coordinate Measuring Machine （CMM ）

Machinery Design ＆Manufacture

机械设计与制造

第1期2013年1月

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