逆向工程(又稱逆向測(cè)繪掃描抄數(shù)),是一種產(chǎn)品設(shè)計(jì)技術(shù)再現(xiàn)過(guò)程,即對(duì)一項(xiàng)目標(biāo)產(chǎn)品進(jìn)行逆向分析及研究,從而演繹并得出該產(chǎn)品的處理流程、組織結(jié)構(gòu)、功能特性及技術(shù)規(guī)格等設(shè)計(jì)要素,以制作出功能相近,但又不完全一樣的產(chǎn)品。逆向工程源于商業(yè)及軍事領(lǐng)域中的硬件分析。其主要目的是在不能輕易獲得必要的生產(chǎn)信息的情況下,直接從成品分析,推導(dǎo)出產(chǎn)品的設(shè)計(jì)原理。
逆向工程可能會(huì)被誤認(rèn)為是對(duì)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的嚴(yán)重侵害,但是在實(shí)際應(yīng)用上,反而可能會(huì)保護(hù)知識(shí)產(chǎn)權(quán)所有者。例如在集成電路領(lǐng)域,如果懷疑某公司侵犯知識(shí)產(chǎn)權(quán),可以用逆向工程技術(shù)來(lái)尋找證據(jù)。
Surfacer 是 Imageware 的主要產(chǎn)品,主要用來(lái)做逆向工程,它處理數(shù)據(jù)的流程遵循點(diǎn)——曲線——曲面原則,流程簡(jiǎn)單清晰,軟件易于使用。其流程如下:
一、點(diǎn)過(guò)程
讀入點(diǎn)陣數(shù)據(jù)。
Surfacer 可以接收幾乎所有的三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù),此外還可以接收其它格式,例如:STL、VDA 等。
將分離的點(diǎn)陣對(duì)齊在一起(如果需要)。
有時(shí)候由于零件形狀復(fù)雜,一次掃描無(wú)法獲得全部的數(shù)據(jù),或是零件較大無(wú)法一次掃描完成,這就需要移動(dòng)或旋轉(zhuǎn)零件,這樣會(huì)得到很多單獨(dú)的點(diǎn)陣。Surfacer可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的點(diǎn)信息將點(diǎn)陣準(zhǔn)確對(duì)齊。
對(duì)點(diǎn)陣進(jìn)行判斷,去除噪音點(diǎn)(即測(cè)量誤差點(diǎn))。
由于受到測(cè)量工具及測(cè)量方式的限制,有時(shí)會(huì)出現(xiàn)一些噪音點(diǎn),Surfacer 有很多工具來(lái)對(duì)點(diǎn)陣進(jìn)行判斷并去掉噪音點(diǎn),以保證結(jié)果的準(zhǔn)確性。
通過(guò)可視化點(diǎn)陣觀察和判斷,規(guī)劃如何創(chuàng)建曲面。
一個(gè)零件,是由很多單獨(dú)的曲面構(gòu)成,對(duì)于每一個(gè)曲面,可根據(jù)特性判斷用用什么方式來(lái)構(gòu)成。例如,如果曲面可以直接由點(diǎn)的網(wǎng)格生成,就可以考慮直接采用這一片點(diǎn)陣;如果曲面需要采用多段曲線蒙皮,就可以考慮截取點(diǎn)的分段。提前作出規(guī)劃可以避免以后走彎路。
根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建點(diǎn)的網(wǎng)格或點(diǎn)的分段。
Surfacer 能提供很多種生成點(diǎn)的網(wǎng)格和點(diǎn)的分段工具,這些工具使用起來(lái)靈活方便,還可以一次生成多個(gè)點(diǎn)的分段。
二、曲線創(chuàng)建過(guò)程
判斷和決定生成哪種類型的曲線。
曲線可以是精確通過(guò)點(diǎn)陣的、也可以是很光順的(捕捉點(diǎn)陣代表的曲線主要形狀),或介于兩者之間。
創(chuàng)建曲線。
根據(jù)需要?jiǎng)?chuàng)建曲線,可以改變控制點(diǎn)的數(shù)目來(lái)調(diào)整曲線??刂泣c(diǎn)增多則形狀吻合度好,控制點(diǎn)減少則曲線較為光順。
診斷和修改曲線。
可以通過(guò)曲線的曲率來(lái)判斷曲線的光順性,可以檢查曲線與點(diǎn)陣的吻合性,還可以改變曲線與其它曲線的連續(xù)性(連接、相切、曲率連續(xù))。Surfacer 提供很多工具來(lái)調(diào)整和修改曲線。
三、曲面創(chuàng)建過(guò)程
決定生成那種曲面。
同曲線一樣,可以考慮生成更準(zhǔn)確的曲面、更光順的曲面(例如 class 1 曲面),或兩者兼顧,可根據(jù)產(chǎn)品設(shè)計(jì)需要來(lái)決定。
創(chuàng)建曲面。
創(chuàng)建曲面的方法很多,可以用點(diǎn)陣直接生成曲面(Fit free form),可以用曲線通過(guò)蒙皮、掃掠、四個(gè)邊界線等方法生成曲面,也可以結(jié)合點(diǎn)陣和曲線的信息來(lái)創(chuàng)建曲面。還可以通過(guò)其它例如圓角、過(guò)橋面等生成曲面。
診斷和修改曲面。
比較曲面與點(diǎn)陣的吻合程度,檢查曲面的光順性及與其它曲面的連續(xù)性,同時(shí)可以進(jìn)行修改,例如可以讓曲面與點(diǎn)陣對(duì)齊,可以調(diào)整曲面的控制點(diǎn)讓曲面更光順,或?qū)η孢M(jìn)行重構(gòu)等處理。
英國(guó) Triumph Motorcycles 有限公司的設(shè)計(jì)工程師 Chris Chatburn 說(shuō):“利用 Surfacer 我們可以在更短的時(shí)間內(nèi)完成更多的設(shè)計(jì)循環(huán)次數(shù),這樣可以讓我們減少 50% 的設(shè)計(jì)時(shí)間?!?
最新發(fā)布的 Surfacer 10.6 軟件將以下工作流程的高性能工具完整的集成到一起:
【彈性的曲面創(chuàng)建工具】:可以在一個(gè)彈性的設(shè)計(jì)環(huán)境里非常方便的直接從曲線、曲面、或測(cè)量數(shù)據(jù)創(chuàng)建曲面,支持貝茨爾(Bezier)和非均勻有理 B 樣條(NURBS)曲面兩種方法。用戶可以選擇適合的曲面方法,通過(guò)結(jié)合兩種方法的優(yōu)點(diǎn)來(lái)獲益。
【動(dòng)態(tài)的曲面修改工具】:允許用戶在交互的方式下試探設(shè)計(jì)主題,立刻就可以看到是否美觀和思路是否符合工程觀念。設(shè)計(jì)、工程分析、制造的標(biāo)準(zhǔn)都通過(guò)精心的構(gòu)造過(guò)程考慮進(jìn)去,所以當(dāng)每次修改曲面時(shí)不需要再重新校核標(biāo)準(zhǔn)。
【實(shí)時(shí)的曲面診斷工具】:可以提供諸如任意截面的連續(xù)性、曲面反射線情況、高亮度線、光譜圖、曲率云圖和園柱型光源照射下的反光圖等多種方法,在設(shè)計(jì)的任何時(shí)候都可以查出曲面缺陷。
【有效的曲面連續(xù)性管理工具】:在復(fù)雜的曲面縫補(bǔ)等情況下,即使曲面進(jìn)行了移動(dòng)修改等操作,也能保證曲面同與之相連的曲面間的曲率連續(xù),避免了乏味的手工再調(diào)整過(guò)程。
【強(qiáng)大的處理掃描數(shù)據(jù)能力】:根據(jù) Rainbow 圖法(相當(dāng)于假設(shè)雨水從上面落下,由于形狀差異導(dǎo)致雨水流速差異)、曲率大小變化云圖法(對(duì)于一個(gè)完全光順的 class 1 曲面,相當(dāng)于曲率大小變化為零,對(duì)于兩個(gè)不同曲面,此值會(huì)不同)將掃描數(shù)據(jù)分開(kāi),這樣可以很快地捕捉產(chǎn)品的主要特征,并迅速建立各個(gè)相應(yīng)曲面,避免了費(fèi)事的分析和處理。
正是由于 Imageware 在計(jì)算機(jī)輔助曲面檢查、曲面造型及快速樣件等方面具有其它軟件無(wú)可匹敵的強(qiáng)大功能,使它當(dāng)之無(wú)愧的成為逆向工程領(lǐng)域的領(lǐng)導(dǎo)者。