簡述
PRO/E 逆向工程就是運用計算機軟體Pro/ENGINEER對產品進行 逆向設計。 PRO/Engineer操作軟體是美國參數技術公司(PTC)旗下的CAD/CAM/CAE一體化的三維軟體。Pro/Engineer軟體以參數化著稱,是參數化技術的最早套用者,在目前的 三維造型軟體領域中占有著重要地位,Pro/Engineer作為當今世界機械CAD/CAE/CAM領域的新標準而得到業界的認可和推廣。是現今主流的CAD/CAM/CAE軟體之一,特別是在國內產品設計領域占據重要位置。
逆向工程也叫反求工程,廣東一帶俗稱 抄數。逆向工程是相對於正向工程而言的。一般的產品設計是根據產品的用途和功能,先有構想,再通過計算機輔助設計成圖紙,通過加工製造而最後成型定產的。而通常我們所說的逆向工程是根據現有的產品。並把現有的產品實物通過雷射掃描和點採集等手段,獲取產品的三維數據和空間幾何形狀,把獲取的數據通過計算機專業設計軟體設計成圖紙,用於生產製造的過程。也有的通過製造模型的方法,而作為逆向的樣板,也屬於 逆向工程設計的範圍。 逆向工程設計不是簡單的複製和模仿。而是運用相關手段對產品進行分析再設計等創新處理。從而使產品表現出更加優良的性能。縮短新產品的開發周期,提高設計開發效率。
原理
PRO/Engineer逆向設計主要著重於航空航天,機械製造和汽車工業。用PRO/E來進行逆向工程,主要的原理和過程:
1)物體數據化:普遍採用三坐標測量機或抄數機或雷射掃瞄器來採集物體表面的空間坐標值。
2)分析物體的幾何特徵依據數據的屬性,進行分割、再採用幾何特徵和識別方法來分析物體的設計及加工特徵。
3)構建物體三維模型利用PRO/E軟體,把分割後的三維數據作表面模型的擬合,得出實物的三維模型。4)檢驗修正三維模型。
過程
導入數據
將三坐標測量機等儀器測繪的點數據導入PRO/E。
有時候由於零件形狀複雜,一次掃描無法獲得全部的數據,或是零件較大無法一次掃描完成,這就需要移動或鏇轉零件,這樣會得到很多單獨的點陣。可以利用諸如圓柱面、球面、平面等特殊的點信息將點陣準確對齊。
對點陣進行判斷,去除噪音點(即測量誤差點)。
由於受到測量工具及測量方式的限制,有時會出現一些噪音點,
通過可視化點陣觀察和判斷,規劃如何創建曲面。
一個零件,是由很多單獨的曲面構成,對於每一個曲面,可根據特性判斷用用什麼方式來構成。例如,如果曲面可以直接由點的格線生成,就可以考慮直接採用這一片點陣;如果曲面需要採用多段曲線蒙皮,就可以考慮截取點的分段。提前作出規劃可以避免以後走彎路。
根據需要創建點的格線或點的分段。
創建曲線
曲線可以是精確通過點陣的、也可以是很光順的(捕捉點陣代表的曲線主要形狀),或介於兩者之間。
創建曲線。
根據需要創建曲線,可以改變控制點的數目來調整曲線。控制點增多則形狀吻合度好,控制點減少則曲線較為光順。
診斷和修改曲線。
可以通過曲線的曲率來判斷曲線的光順性,可以檢查曲線與點陣的吻合性,還可以改變曲線與其它曲線的連續性(連線、相切、曲率連續)。Surfacer 提供很多工具來調整和修改曲線。
創建曲面
決定生成那種曲面。
同曲線一樣,可以考慮生成更準確的曲面、更光順的曲面(例如 class 1 曲面),或兩者兼顧,可根據產品設計需要來決定。
創建曲面。
創建曲面的方法很多,可以用點陣直接生成曲面(Fit free form),可以用曲線通過蒙皮、掃掠、四個邊界線等方法生成曲面,也可以結合點陣和曲線的信息來創建曲面。還可以通過其它例如園角、過橋面等生成曲面。
診斷和修改曲面。
比較曲面與點陣的吻合程度,檢查曲面的光順性及與其它曲面的連續性,同時可以進行修改,例如可以讓曲面與點陣對齊,可以調整曲面的控制點讓曲面更光順,或對曲面進行重構等處理。
生成實體
利用功能模組,將創建的曲面生成實體模型。(見插圖)