什么是逆向設(shè)計

傳統(tǒng)的產(chǎn)品設(shè)計通常是設(shè)計工程師憑借自己的產(chǎn)品設(shè)計理念構(gòu)建產(chǎn)品圖紙，或者利用堆模的方式進行外形設(shè)計，導(dǎo)致產(chǎn)品設(shè)計周期長、難度大，且容易導(dǎo)致開模失敗，具有較大的風(fēng)險。逆向工程作為一種非常高效的產(chǎn)品設(shè)計思路和方法，可以迅速、精確、 方便地獲得實物的三維數(shù)據(jù)及模型，為產(chǎn)品提供先進的開發(fā)、設(shè)計及制造的技術(shù)支撐。

在沒有產(chǎn)品設(shè)計圖紙或者圖紙不全的情況下，逆向設(shè)計可按照現(xiàn)有的零件實物原型或模型，利用各種數(shù)字化及CAD技術(shù)進行重構(gòu) ，可以在產(chǎn)品開模前檢驗裝配關(guān)系，保證開模成功。它改變了傳統(tǒng)產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)模式，大大降低產(chǎn)品開發(fā)的成本和時間周期，提高 產(chǎn)品研發(fā)的成功率。

目前，逆向工程在各個領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用，比如汽車行業(yè)、工程機械、航空航天、軍工、軌道交通、白色家電等，大大促進 了國家制造業(yè)的發(fā)展。

逆向工程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)

逆向設(shè)計的一般流程是：產(chǎn)品樣件→數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)處理CAD/CAE/CAM系統(tǒng)→模型重構(gòu)→生產(chǎn)制造→新產(chǎn)品，其中數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、模型重構(gòu)是產(chǎn)品逆向設(shè)計的三大關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

使用Hyperscan Max智能光學(xué)追蹤3D掃描儀，在采集實物模型的表面資料時，采集速度快，可形成“點云”資料，使用方便 ，采集精度高，死角少，且對外界光照無太苛刻的要求。

客戶需求

客戶主要經(jīng)營礦山機械的開發(fā)和生產(chǎn)，現(xiàn)在需要對現(xiàn)有老舊礦山挖斗進行更新優(yōu)化和創(chuàng)新。礦山挖斗本身較大，長度約3米，主要掃描區(qū)域為挖斗前裝配挖齒的部分，最后將挖斗主體與配件挖齒裝配，進行開模加工。

客戶使用傳統(tǒng)卡尺測量建模的方法對挖斗進行逆向建模，經(jīng)常會遇到諸如測量速度慢、曲面測量不準確、無法對復(fù)雜曲面進行 測量等問題，建模很大程度取決于工程師的感覺，不可能做到1:1還原。客戶希望通過三維測量，解決建模精準度和建模規(guī)范化的 問題。

實際解決方案

1.前期準備

Hyperscan Max+Siemens NX

【適用領(lǐng)域】：質(zhì)量檢測與控制、逆向設(shè)計、數(shù)字展示、汽車制造、模具制造、航空航天、重工機械、醫(yī)療健康、3D打印、教 育科研、VR·AR等；

【產(chǎn)品特點】：自動光學(xué)跟蹤、無需粘貼目標反射標記點、尤其適合汽車、重工機械零配件、鑄件等大工件快速高效掃描攜帶 方便，手持任意掃描，隨身攜帶，重量小于1kg；

【掃描快速】：最高可達1,340,000次/秒；

【適應(yīng)性強】：針對大型工件特征等凹槽較多現(xiàn)象，可在狹窄的空間掃描，對工作環(huán)境無要求。

2.挖斗及配件掃描

挖斗及配件掃描，耗時1小時完成

3.挖斗建模

挖斗逆向建模，耗時7小時完成

4.大牙建模

配件大牙逆向建模，耗時半小時建模完成

5.護牙建模

配件護牙，耗時半小時建模完成

6.虛擬裝配修模

虛擬裝配修模，耗時8小時完成

總結(jié)

本次逆向設(shè)計的三維數(shù)據(jù)采集總共耗時17小時，其中掃描過程（挖斗主體+配件）耗時1小時，逆向建模三個零部件耗時8小時， 虛擬裝配修模耗時8小時，與傳統(tǒng)手繪建模相比大大降低開模時間和失敗風(fēng)險，解決了設(shè)計周期長的問題。