反求工程PPT课件

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反求工程在实际中的应用PPT

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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
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。

2019年反求工程与创新设计.ppt

7.2 硬件反求设计与创新
7.2.3 机械零件尺寸精度反求设计
反求尺寸不等于原设计尺寸，需要从反求尺寸推论出原设计尺寸。假定所测的零件尺寸均为合格的尺寸，反求值一定是零件图纸上规定的公差范围内的某一数值是事先未知的，反求值应在图纸上规定的最大极限尺寸和最小极限尺寸之间。机械零(部)件尺寸精度应从其所包含的基本尺寸、配合基准制、配合尺寸的极限偏差(公差)、表面粗糙度和形位公差5个方面的内容进行反求。
日本是应用反求工程技术推动本国科技和经济高速发展的典范，当今日本的技术经济称雄世界，究其原因与日本高度重视反求工程技术是分不开的。二次大战后日本经济严重崩溃，为了发展科技振兴经济，战后日本推行了“吸收式”技术发展战略,即在引进先进技术的同时，十分注重反求工程技术的研究和应用。通过对先进的引进技术消化、吸收、改进，生产出技术水平更高、性能质量更好的产品，从而迅速占领国际市场。
第7章反求工程与创新设计
7.1 反求工程概述 7.2 硬件反求设计与创新 7.3 软件反求设计与创新 7.4 影像反求设计 7.5 计算机辅助反求设计
7.1 反求工程概述
在当今的信息时代，市场竞争日趋激烈，产品批量变小，技术含量增大，品种增多，产品的生命周期变得越来越短。传统的开发模式已很难适应新的变化需求，建立快速的市场响应技术平台已成为企业在市场竞争中立于不败之地的重要法宝。
反求设计的指导思想为：合理选型，结构先进，主要性能指标达到或超过国外同类先进产品的水平。实物(反求对象)为意大利扎努西公司的V612型样机。反求的主要内容是全封闭制冷压缩机的压缩机构，即机构类型及构件的材料。
1.压缩机材料的反求
曲轴连杆式：活塞的运动由曲轴、连杆传动，这种机构使各部分受力均匀，因此使用寿命长，适应于各种功率的压缩机组。

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）。
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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
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PD M 系统
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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
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反求工程流程图
反求工程设计
数字化设计——反求工程
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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?
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反求工程设计程序

第八章反求工程与创新设计课件

来进行创新设计，开发出具有自身特色的新产品。
因此从这个意义上看，反求工程又称为反求设计。 4
三、反求设计 1.反求设计的研究对象
应该是比较先进的技术或产品，一般分为三类：
1 实物反求
• 是指在已有产品实物的条件下，通过试验、
测绘、分析，确定其关键技术，再创造出新产品的过程。反求的产品实物可以是整机、部件或零件。
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2 . 引进技术的消化过程对其设计原理、结构、材料、制造工艺
等进行深入研究，用现代设计理论、方法及测试手段对其性能进行计算测定，了解其材料配方、工艺流程、技术标准、质量控制等技术条件，特别要找出它的关键技术及不足之处产生的根源，做到“知其所以然”。
3 . 引进技术的创新过程在此基础上，通过消化、综合引进的技术，
• 变异设计：是在现有的产品基础上对参数、机构、结构、材料等改进设计，或进行产品的系列化设计。
• 开发设计：是在分析原有的产品基础上，抓住功能的本质，从原理方案开始进行创新设计。
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3.反求设计中的主要内容
1 设计思想的反求
是贯穿反求全过程的工作，在反求设计中的每一步骤都不要忘记揣摩设计者的意图。
一、技术资料反求(软件反求)设计的特点
1.抽象性
技术资料不是实物，需要发挥人的想象力，是一个处理抽象信息的过程。
2.科学性
要求人们从各种技术信息中，去伪存真，从低级到高级，逐步探索，获取可为我所用的技术信息。
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3.技术性
是一个分析、计算的逻辑思维过程，要具有高度的技术性。
4.综合性
要求综合运用决策理论、模糊理论、相似理论、计算机技术等多门学科知识，是一门综合性很强的技术。
• 因为研究和应用反求设计或反求工程可以有效回避研究开发探索的风险，实现在高起点去创新产品，因此当今重视和研究反求工程的国家很多。 2

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。

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
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●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
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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
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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
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●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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15.09.2020
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反求工程（逆向工程）四个阶段
第一步: 零件原形的数字化通常采用三坐标测量机(CMM)或激光扫描仪等测量装置来获取零件原形表面点的三维坐标值。
第二步: 从测量数据中提取零件原形的几何特征按测量数据的几何属性对其进行分割，采用几何特征匹配与识别的方法来获取零件原形所具有的设计与加工特征。
这种测头价格昂贵，目前尚未在坐标测量机上广泛采用。坐标测量机主要优点是测量精度高，适应性强，但一般接触式测头测量效率低，而且对一些软质表面无法进行逆向工程测量。
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层析法
层析法是近年来发展的一种反求工程逆向工程技术
将研究的零件原形填充后，采用逐层铣削和逐层光扫描相结合的方法获取零件原形不同位置截面的内外轮廓数据，并将其组合起来获得零件的三维数据。
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反求工程（逆向工程）的应用领域
在美学设计特别重要的领域，例如汽车外型设计广泛采用真实比例的木制或泥塑模型来评估设计的美学效果，而不采用在计算机屏幕上缩小比例的物体投视图的方法，此时需用反求工程的设计方法。
修复破损的艺术品或缺乏供应的损坏零件等，此时不需要对整个零件原型进行复制，而是借助反求工程技术抽取零件原形的设计思想，指导新的设计。这是由实物逆向推理出设计思想的一种渐近过程。
反求工程更强调集百家之长，在原有技术基础上进行创新和开拓延伸，形成更高层次的新技术或新产品。
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反求工程要求对引进技术进行消化、吸收和创新的深化开发，做到既能有效地使用它，还能逐步掌握和发展它，实现由生产使用为主，向吸收、开发为主的转变，最终形成自主的技术开发体系。
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常用的测量方法
接触式测量方法 --坐标测量机
坐标测量机是一种大型精密的三坐标标测量仪器，可以对具有复杂形状的工件的空间尺寸进行逆向工程测量。
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。
九十年代初，英国Renishaw公司研制出一种三维力一位移传感的扫描测量头，该测头可以在工件上滑动测量，连续获取表面的坐标信息，扫描速度可达8米/秒，数字化速度最高可达500点/秒，精度约为0.03mm。
第三节现代设计方法
反求工程
15.09.2020
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反求工程(Reverse Engineering,RE)
也称逆向工程、反向工程, 是指用一定的测量手段对实物或模型进
行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程是一个从样品生成产品数字化信息模型, 并在此基础上进行产品设计开发及生产的全过程。
3
反求工程是消化吸收先进技术的一系列分析方法和应用技术的组合。
反求工程以先进产品或设备的实物、软件(图样、程序、技术文件等)或影像(图片、照片等)作为研究对象，应用现代科技方法和相关专业知识对其进行系统的分析和研究，反求其设计理念、设计原理、设计方法、技术诀窍和制造过程等诸多关键技术，以迅速实现其国产化，进而快速开发制造出同类高附加值、高技术水平的新产品。
层析法的优点在于任意形状，任意结构零件的内外轮廓进行测量，但测量方式是破坏性的。
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非接触式逆向工程测量方法
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引进国外先进技术是世界各国加快技术发展的重要手段，是发展中国家追赶发达国家的必然选择。
对国外先进技术的消化吸收与创新，在较短时间内使我国技术达到国际先进水平，实现跨越式发展。
反求工程是消化吸收先进技术进行技术创新的高新技术，实施好反求工程是实现跨越式发展的关键。
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所谓“逆向”，是针对通常的先有设计意图再制造出实物的设计制造流程而言的。
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在机械制造领域应用多年的仿制技术，是反求工程的发展基础。
反求工程不是传统意义上的“仿制”，而是基于原型的再设计。
从应用目标来看，实物仿制的着眼点在于制造出与实物相同的产品；而反求工程的着眼点则在于对原始设计的还原与再设计，而后制造出和原有实物“形似”而且“神似”的产品；
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反求工程（逆向工程）四个阶段
第三步: 零件原形CAD模型的重建将分割后的三维数据在CAD系统中分别做表面模型的拟合，并通过各表面片的求交与拼接获取零件原形表面的CAD模型。
第四步: 重建CAD模型的检验与修正采用根据获得的CAD模型重新测量和加工出样品的方法来检验重建的CAD模型是否满足精度或其他试验性能指标的要，对不满足要求者重复以上过程，直至达到零件的逆向工程设计要求。
15.0Байду номын сангаас.2020
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反求工程（逆向工程）的关键技术
反求工程（逆向工程）具有与传统设计制造过程截然不同的设计流程。
在反求工程中，按照现有的零件原形进行设计生产，零件所具有几何特征与技术要求都包含在原形中；
在传统的设计制造中，按照零件最终所要承担的功能以及各方面的影响因素，进行从无到有的设计。
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据统计，百分之七十以上的技术源于国外，反求工程作为掌握技术的一种手段，可使产品研制周期缩短百分之四十以上，极大提高了生产率。
研究反求工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义。
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反求工程（逆向工程）的应用领域
在没有设计图纸或者设计图纸不完整以及没有CAD模型的情况下，在对零件原形进行测量的基础上形成零件的设计图纸或CAD模型，并以此为依据利用快速成型技术复制出一个相同的零件原型。
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反求工程（逆向工程）的应用领域
当要设计需要通过实验测试才能定型的工件模型时，通常采用反求工程的方法。
如航天航空领域，为了满足产品对空气动力学等要求，首先要求在初始设计模型的基础上经过各种性能测试（如风洞实验等）建立符合要求的产品模型，这类零件一般具有复杂的自由曲面外型，最终的实验模型将成为设计这类零件及反求其模具的依据。