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反求工程在实际中的应用PPT

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逆向工程技术ppt课件

逆向工程技术ppt课件

光构光涉像
三光测法分
角法距
析
法
法
法
MRI CT
超层
测 量 法
测 量 法
声 波 测 量
析 扫 描 法
法
7
二、数据获取
2. 测量设备
三坐标测量机(CMM)
悬臂式
桥式
便携式
8
龙门式
二、数据获取
2. 测量设备
非接触式扫描仪 德国：GOM公司的ATOS，Steinbichler公司的COMET 瑞士：FARO公司的激光扫描仪 韩国：SOLUTIONIX公司的REXCAN系列扫描仪 美国：Cyberware公司的人体三维彩色扫描仪，CGI公司的 层析断层测量机 国内测量设备的发展也十分迅速 10余家三坐标测量机厂家 非接触式：北京天远，深圳华朗，西安交通大学等
5
一、逆向工程技术概述
3. 技术流程
实物样品
数据获取
数据处理
CAD模型重构
纸质技术文档
CAD/CAM系统
仿制改造产品
制造系统
模具 批量生产产品
测量设备
快速成型 产品样件
6
二、数据获取
1. 测量方法
接触式
数据测量方法
非接触式
3D扫描仪
触发式
连续式
光学式
非光学式
三坐标测量机 （CMM）
抄数机
激结激干图
9
二、数据获取
2. 测量设备
COMET 400 测量系统
扫描头
测量范围：390×295mm 测量距离：820mm 每幅点云：450,000 测量精度：±0.1mm
被测样件
控制器
计算机
10

反求工程在实际中的应用PPT

反求工程在实际中的应用PPT

、

吉利自主研发的第一台发动机MR479Q的各项 指标完全达到了原装8A的性能，工况图也几 乎与丰田8A一模一样。吉利则将这款发动机 搭载在自己的豪情、美日、自由舰、美人豹、 华普等旗下众多的经济型轿车上。获得了市场 主动的同时也收获了巨大的经济效益。
吉利仿制的8A发动机型号为MR479Q
搭载仿8A发动机的吉利美日之星
而吉利出乎意料地获得了成功进气系统的改进使最大扭矩点的转速从5200rmin降至4400rmin从而提高了汽改造发动机匹配新的电喷系统要做很多实验不但要花费很多试验费而且周期较长吉利下了苦功得益于德国bosch公司最先进的以扭矩为主模型的m797系统egi电喷技术的高效省油在加装前置三元催化器第二氧传感器等新技术手段的基础上mr481qa16l在油耗有了不小的进展

搭载8A发动机的夏利2000车型
搭载8A发动机的威姿车型
与此同时，由于一汽丰田不再 将8A发动机卖给非合作企业，所 以国内其它汽车企业痛下决心决 定自己研发。最早则是吉利汽车 开发完成他们的仿8A发动机，一 下子占据了市场的主动。
其实，在此之前，天津一汽公司也在丰田 A8发动机的基础上，搞过一款1.4L发动机的研发， 因为每台发动机他们要交给丰田公司一万多元 的技术和品牌费用。不过天津一汽只是把发动 1、 机的汽缸直径改大了 。这款1.4L发动机在排量 上略有增加，但是发动机的参数却没有什么变 化。虽然省下了技术和品牌使用费，但是简单 的扩大缸径的方法却破坏了发动机原有的平衡， 这台1.4L发动机无论是在噪音、油耗还是机械性 能上都不如8A发动机。于是他们的反求流产 了。。。 与之相反的是吉利公司，他们用了许 多年的时间仔细研究A8发动机，并在此基础上 做出了真正的革新。

完整版反求工程设计.ppt

完整版反求工程设计.ppt
收、改进提高，再进行创新设计，进而发展自己的新技术， 是发展民族经济的捷径，称这一过程为反求工程（reverse engineering） 。
.,
7
反求设计（reverse design）反求工程设计
• 反求设计是以先进的产品或技术作为对象，进行深入的分 析研究，探索掌握其关键技术，在消化、吸收的基础上， 开发出同类型创新产品的设计。
反求工程设计
实物样件 数字化测量
二维图样、技 术文档
CAD模型重构
快速成型RP
产品样件
仿制改制产品 CAD/CAE系统
CAM系统 模具
新产品
.,
PD M 系 统
18
反求工程关键技术
1. 数字化测量 2. 测量数据预处理 3. 三维重构 4. 坐标配准 5. 误差分析
反求工程设计
产品 实物
数字 测量
反求工程软件：Imageware、Raindrop、Geomagic Studio、Paraform、 ICEM Surf、Copy CAD 等
CAD/CAM系统类似模块，UG—Unigrahics、 ProE—Pro/SCAM、 Cimatron90—PointCloud等
.,
17
反求工程流程图
反求工程设计
数字化设计——反求工程
.,
1
反求工程设计
引子
日本在第二次世界大战结束时,国家经济几乎处于瘫 痪状态，1950年国民生产总值仅为英国的1／29，法国 的1／38，经济上落后于欧洲先进国家二三十年,但在后 来的30余年中却以惊人的速度一跃而为仅次于美国的世 界第二号经济强国.
战后日本经济为什么会得到高速发展呢?
.,
10
反求工程设计程序

反求工程课件

反求工程课件

六、数控加工装备
• • • • 加工中心 数控铣床 电火花机床 数控雕刻机
第四章 反求工程关键技术
一、数据采集技术
(1) 接触式测量 ★ 三坐标测量机 是一种大型精密的三坐标测量仪器，可以对形状复杂的工 件的空间尺寸（数据）进行测量。 坐标测量机一般采用触发式接触测量头，一次采样只能获 取一个点的三维坐标值。 二十世纪九十年代初，英国Renishaw公司研制出一种三 维力一位移传感的测量头，该测头可以在工件上滑动测量， 连续获取表面的坐标数据。 坐标测量机主要优点是测量精度高，适应性强，但测量效 率低，而且对一些软质表面无法进行测量。 只能反求外部形状
配置信息
配置名称 配置1 测量器具 光栅尺 电机 YXB Renishaw SANYO 配置列表 配置2 Renishaw RSF HEIDENHAIN 配置3
控制系统
机身结构 台面材料 测量软件
YXB
气浮结构 大理石平台 RationalDMIS
Renishaw
Pantec
二、非接触式测量设备
系统应用实例3(个体化颅骨修复)
第三章 反求工程设备与工具
一、接触式测量设备
YXB-龙门式三坐标测量机
详细规格:
测量行程: 外形尺寸: 工件限重: X×Y×Z(mm) L×W×H(mm) 800 kg 1200×1500×1000 2200×2500×4000
测量精度(有三种选择): (1) (2) (3) 2.5 + L/300 μ 2.5 + 2L/300 μ 2.5 + 4L/300 μ
五、反求工程的技术实现
1、数据采集
2、三维重构
3、再设计
4、制造
六、反求工程的应用领域

反求设计(第5章)PPT

反求设计(第5章)PPT
量。
降低工艺成本
通过反求设计和优化，可以降低生产 过程中的能耗和原材料消耗，从而降
低生产成本。
工艺参数优化
利用反求设计，可以对工艺参数进行 优化，实现更高效、更稳定的生产过 程。
提高工艺可靠性
通过反求设计和分析，可以发现和解 决工艺中的潜在问题，提高工艺的可 靠性和稳定性。
新产品开发
快速产品开发
利用反求设计，可以在短时间内完成新产品 的设计和开发。
反求设计(第5章)
• 反求设计概述 • 反求设计的基本原理 • 反求设计的实践应用 • 反求设计的工具与技术 • 反求设计的挑战与解决方案 • 反求设计案例研究
目录
01
反求设计概述
定义与特点
定义
基于实物模型
数据驱动
创新性
反求设计，也称为逆向设计， 是一种从实物模型到数字模型 的设计方法。它通过测量和解 析现有产品或实体的物理特征 ，然后使用这些信息来创建新 的设计。
通过快速原型制造，设计者可以及时发现和修正设计方案中的问题，提高产品的可靠性和可制造性。
03
反求设计的实践应用
产品设计
产品设计 反求设计在产品设计中应用广泛， 通过逆向工程，设计师可以快速 获取产品的三维模型，进而进行 优化和创新设计。
提高设计精度 反求设计过程中，可以利用先进 的测量和数据处理技术，提高获 取的三维模型精度，进而提高设 计精度。
详细描述
汽车覆盖件模具是汽车生产中的重要组成部分，传统的模具制造方法周期长、成本高。通过反求设计 技术，对已有的模具进行测量和数据处理，生成三维模型，再利用快速原型制造技术进行模具制造， 大大缩短了制造周期，提高了生产效率。
案例二：复杂机械零件的反求建模与优化

逆向工程技术及其应用PPT课件

逆向工程技术及其应用PPT课件

逆向工程实例
这是一个具体的应用实 例，主要步骤如下：
1、根据客户要求制定 相应的数据采集方案。 本案例采用激光扫描仪 一次扫描完成数据采集。
2、对点数据进行去除 杂点、过滤精简等处理。
逆向工程实例
3、根据样件的特点提取 特征线，本案例按照一条 曲线取截面线。
4、对拟合曲线进行误差 分析，确定在允许范围内， 可进行下面的工作，否则 要重新以更多的控制点进 行拟合，直到把误差控制 在允许范围之内。控制点 不宜过多，这样会影响曲 线质量。
光速测距法 结构化光照法 图像分析法
机械手
优点：具有携带方便，测量精度高等特点。
三坐标测量机(CMM)
优点：测量精度较高，价格低廉。 缺点：测量速度慢，对于柔性材料会出现变形而产生测量
误差，在进行半径补偿时也会出现误差。
采用三角几何法的扫描仪
优点：能快速采集物体的表面点数据信息。 缺点：采集精度受目标物体表面质量和扫描仪与目标物
体之间的距离和环境因素等影响。
三维激光扫描仪工作流程
1、 对要扫描的零件做好表面处理,如喷漆或喷砂 处理。
2、规化扫描方法，如果是大的板金件采取平面扫 描方式，如果是回转体可选择旋转扫描方式。尽 量以最少的次数采集最多的数据。
3、将零件固定在工作台上，保证稳定。 4、确定扫描范围，调整激光强度及步进大小。 5、开始扫描数据。 6、保存数据文件，扫描完毕。
Unigraphics NX
Unigraphics(UG),是美国 EDS公司 推出的CAD/CAE/CAM一体化软 件，广泛应用于航空、汽车、机 械、家电等各行各业。
采用结构化光照法的扫描仪
优点：这种扫描仪具有测量速度快、测量范围大、携带方 便等优点 缺点：价格十分昂贵。

逆向工程技术及应用PPT81页

逆向工程技术及应用
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的法律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
56、书不仅是生活，而且是现在、过 去和未 来文化 生活的 源泉。 ——库 法耶夫 57、生命不可能有两次，但许多人连一 次也不 善于度 过。— —吕凯 特 58、问渠哪得清如许，为有源头活水来 。—— 朱熹 59、我的努力求学没有得到别的好处， 只不过 是愈来 愈发觉 自己的 无知。 ——笛 卡儿
拉
60、生活的道路一旦选定，就要勇敢地 走到底 ，决不 回头。 ——左

第一节产品设计方法反求工程(ppt 19)


反 求 工 程

产品精度要求高时，还需对设计 结果与原件作比较，检测手段有
在电脑上作比较 1：12D轮廓打印 制造对手板 快速成形


最终产品还要考虑缩水或回弹及 其它一些工艺问题
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产 品 设 计 方 法

产品设计思路 在作图过程中，发现所做的曲面 发生扭曲变形时，应 对原构成曲 线进行修改，再重新做面。 曲面 的修改方式，应通过对点 的修改方式来实现，即对变形点 作平移操作，来获取新的曲线， 这是因为在产品测量过程中不可 避免地存在误差，出于光顺的目 的，可对各点进行坐标修正
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产 品 设 计 方 法

产品的设计步骤 通过输数的办法将各点数据输 入电脑中，然后用曲线连接方 法将各点连接起来，再根据求 出的曲线作出所需的曲面 所需设备： 高度尺、游标卡尺、坐标纸 数控机床、对数棒、百分表 关于测量设备和方法将在强 化训练中讲述
产 品 设 计 方 法

产品设计前期准备
了解客户要求：功能、寿命、 形状、精度、表面要求、特殊 要求等 了解产品性能：材料（收缩、 变形）、制造工艺性等 掌握手中具有的设备、条件： 测量工具、机床加工能力、加 工方式等

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产 品 设 计 方 法
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产 品 设 计 方 法

产品的检测手段 在做好产品设计之后，由于测 量上和设计上失误会造成设计 产品和原有产品不相符。如果 产品精度要求比较高，这时我 们应对设计出来的产品进行检 测 通过对关键曲线进行 1 ： 1 打 印的方法进行对比

反求工程与创新设计教材(PPT50张)

量、材质分析。 分解时要注意以下两点： （1）遵循“能恢复原机”的原则进行拆机。也就是说， 拆完后能按原样装配完毕。 （2）拆后不易复位的零件（如游标、度盘等部件）、 过盈配合的零件或有些特殊的组件可不进行分解。
已知机械设备的反求设计
• 机械设备反求设计的特点 • 机械设备反求设计的一般过程
• 功能反求 • 系统原理方案的反求 • 机械设备的分解 • 制造工艺及材料的反求
成功案例：大型联合收割机市场
• 佳木斯联合收割机厂为引进世界先进技术， 在我国生产技术含量高的农用机械。于 1981年，引进美国约翰迪尔的1000系列联 合收割机技术。经消化吸收，填补了中国大 型联合收割机生产的空白，结束了中国大型
联合收割机全部依靠进口的历史。
反求设计的意义
• 研究和应用反求设计可以有效回避开发探
• 系统原理方案的反求 • 机械设备的分解 • 制造工艺及材料的反求
已知机械设备的反求设计
• 机械设备反求设计的特点 • 机械设备反求设计的一般过程
• 功能反求 • 系统原理方案的反求 • 机械设备的分解 • 制造工艺及材料的反求
机械设备的分解
分解的目的：
测绘之前，要对待反求的设备进行分解，以便进行尺寸测
或创新设计。
反求设计是创新的重要方法
创新有两种方式: 第一种是从无到有。完全凭借基本知识、 思维、灵感与丰富的经验。 第二种是从有到新。借助已有的产品已 存在的可感观的实物，创新出更先进、更完 美的产品。反求设计就属于第二种创新方式。
反求设计概述
• 反求工程及反求工程的过程
• 什么是反求设计 • 反求设计的两个阶段 • 反求设计的三种形式 • 反求设计与知识产权
3、引进技术的消化过程 4、引进技术的反求过程

《反求工程技术介绍》PPT课件


网格而不是基于特征来实现变形设计的。其他的反求工程软件
都还没有引入参数化的概念，不具有参数化反求建模的功能。
整理ppt
12
●反求建模自动化程度低，人工交互多，建模效率低。用目 前的反求软件建模时，在基于点云的特征提取、数据分块、曲 面重建等操作和计算时都需要大量的交互操作，建模人员的经 验和熟练程度对模型的质量和建模效率都有很大的影响。
变半径过渡特征提取及数据分离
过渡区域特征提取（去噪声前）
概率统计分析
过渡区域特征提取（去噪声后）
整理ppt
概率统计分析
17
含噪声的原始提取特征信息
去除噪声后的原始提取特点 云”
平面特征提取
球面特征提取
整理ppt
基于“点云”和特征的3D造 19 型
散乱点处理、网格编辑
数据获取 数据预处理 曲面拟合与编辑
整理ppt
CAD模型
3
二、反求工程核心技术
1.数据获取技术
数据获取技术是反求工程建模的第一步，它是用一定 的设备对实物进行测量来获取实物的表面数据（有时也包 括内部数据）。测量的方法有很多，如图所示。
光学
三角形法 距离法
非接触方法
声学 磁学
结构光法 干涉测量法 图象分析法
●基于面的方法－－主要应用二次曲面法矢、曲率(平均曲率
和高斯曲率)具有一定规律的特性进行区域分割。基于面的方法
又可细分为基于二次曲面曲率特殊性的方法和拟合误差控制的
方法。
整理ppt
8
●基于边的方法－－主要针对图象数据的几何特征提取与区 域分割。分割特征包括：尖边（Crease Edge）、跳跃边（Jump Edge）、光顺边（Smooth Edge,Virtual Edge）三种边界上的 点及曲面上的点，根据边界数据点曲率的特殊性（极值点，不 连续点）识别Crease edge与Jump edge上的点，然后利用边界 数据点将图像数据分割成互不连通的独立区域。正象所有的基 于边的区域分割方法一样，这种方法不能识别Smooth Edge，而 且识别的边界通常不封闭，因此该方法很难获得良好结果。
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、

吉利自主研发的第一台发动机MR479Q的各项 指标完全达到了原装8A的性能，工况图也几 乎与丰田8A一模一样。吉利则将这款发动机 搭载在自己的豪情、美日、自由舰、美人豹、 华普等旗下众多的经济型轿车上。获得了市场 主动的同时也收获了巨大的经济效益。
吉利仿制的8A发动机型号为MR479Q
搭载仿8A发动机的吉利美日之星

改造发动机匹配新的电喷系统，要做很多实验，不 但要花费很多试验费，而且周期较长，吉利下了苦 功，得益于德国BOSCH公司最先进的以扭矩为主模 型的M7.9.7系统EGI电喷技术的高效省油，在加装前 置三元催化器、第二氧传感器等新技术手段的基础 上，MR481QA（1.6L）在油耗有了不小的进展：1.6 排量自由舰0～100km/h达到了加速11.5秒的成绩， 90km/h仅6升的油耗也属于不错的水平。按照上表 的标称，其油耗比排量更小的1.5L479QA还要低。从 一个8A开始，就硬是做出了这么一整个系列的发动 机，吉利还真是不错。
搭载天津一汽自主研发的1.4L发动机的夏利
1、点火方式的革新

MR479Q的最大功率/扭矩都是和丰田8A一样 的，但吉利对之作了改进。在点火方式上8A 采用多点同时喷射、分电器按1-3-4-2的顺序 点火，燃烧效率高但分电器结构复杂，成本价 格高；在德国博世公司的支持下，MR479Q的 点火方式采用了多点顺序喷射、两个点火线圈 按1-4－2-3的顺序点火，燃油定量控制的精度 高，更为省油。且没有了分电器可降低发动机 的制造成本。
反求工程应用实例
环094-3
反求工程实例
——吉利仿8A发动机
2002年12月，日本丰田汽车公司将吉利 集团告上法庭。诉因主要是吉利在对外宣传中 打出“丰田动力，价格动心”和“使用丰田8 A 发动机”的宣传语，丰田认为这属于不正当竞 争。为此，丰田汽车公司向吉利汽车公司索赔 1400万元。但是最后这Байду номын сангаас案子却以日本丰田汽 车撤诉告终。

搭载8A发动机的夏利2000车型
搭载8A发动机的威姿车型
与此同时，由于一汽丰田不再 将8A发动机卖给非合作企业，所 以国内其它汽车企业痛下决心决 定自己研发。最早则是吉利汽车 开发完成他们的仿8A发动机，一 下子占据了市场的主动。
其实，在此之前，天津一汽公司也在丰田 A8发动机的基础上，搞过一款1.4L发动机的研发， 因为每台发动机他们要交给丰田公司一万多元 的技术和品牌费用。不过天津一汽只是把发动 1、 机的汽缸直径改大了 。这款1.4L发动机在排量 上略有增加，但是发动机的参数却没有什么变 化。虽然省下了技术和品牌使用费，但是简单 的扩大缸径的方法却破坏了发动机原有的平衡， 这台1.4L发动机无论是在噪音、油耗还是机械性 能上都不如8A发动机。于是他们的反求流产 了。。。 与之相反的是吉利公司，他们用了许 多年的时间仔细研究A8发动机，并在此基础上 做出了真正的革新。
丰田8A经典发动机

丰田8A是上世纪90年代丰田公司专门为其小 型车开发的一款发动机，其被丰田主要用在一些 低端产品上。由于8A不错的动力性以及低油耗， 同时成本控制的较低，在面市后就大受欢迎，被 誉为“1.5的动力，1.0的油耗”。1998年第一批采 用进口丰田8A发动机的金夏利在国内投产。在 2000年，丰田与当时的天津夏利汽车股份有限公 司合资建厂，天津夏利则近水楼台先得月，将国 产后的8A发动机陆续搭载在自己的夏利2000、 威姿、夏利N3等车型上。
搭载仿8A发动机的吉利美人豹

吉利公司的成功不是意外。他们积极运用反求技术， 不是简单的照搬照用，也不是不求甚解的盲目改造。 他们是在吸收外国先进技术的基础上实现自己的再 创新，从而占据市场的主动，让企业充满了活力！ 我觉得我们作为中国的年轻一代，中国经济正在腾 飞，不管对眼下的知识，还是将来工作面对的外来 的先进技术，不要拿来就用，不要不求甚解，一定 要有所悟，有所创新.
2、低速动力的革新（p=f*v）

从过去的MR479Q到现在1.6L的481QA，吉利 发动机同时增加了缸径和行程，如何保证点火 效率就成为一大难题。而吉利出乎意料地获得 了成功，进气系统的改进使最大扭矩点的转速 从5200r/min降至4400r/min，从而提高了汽 车的低速动力性
3、油耗降低
丰田公司为何撤诉？
我们知道，一辆汽车的核心是发动机。在汽车 行业刚刚在中国兴起的时候，作为老牌汽车行 业的日本丰田公司垄断了中国的发动机行业， 就是说我们开的汽车的“心脏”都是人家给的。 这时候为了取得核心竞争力，中国汽车行业迅 速崛起，吸收日本和其它国家的的先进技术， 在此基础上不断革新，从而创造出性能更加优 异的发动机，吉利汽车公司就是其中的佼佼者。 丰田公司说吉利公司打出“使用丰田8 A发动机” 宣传语的发动机侵权实际上是完全不正确的， 因为吉利公司的发动机性能比丰田公司的好， 当然，他们的诬告显然是没有法律效应的。