逆向设计是什么意思
逆向设计过程是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理),并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(曲面模型重构),并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。
逆向设计通常是应用于产品外观表面的设计。
逆向设计的一般流程:
产品样件 →数据采集→ 数据处理CAD/CAE/CAM系统 → 模型重构 →制造系统→ 新产品。
在逆向设计的这些环节中,数据采集、数据处理、模型重构是产品逆向设计的三大关键环节。 数据采集(样件的表面数字化)是进行产品逆向设计的第一步。一般而言,数据采集有接触式与非接触式两种测量方式。
接触式测量根据测头的不同,可分为触发式和连续式。应用最广泛的接触式测量仪器是20世纪60年代发展起来的高效精密的三坐标测量机,它是有很强柔性的大型测量设备。接触式测量对物体的表面的颜色和光照没有要求,因此物体边界的测量相对精确,但对软质材料适应差且速度慢。
非接触式测量根据原理的不同,可以分为三角形法、结构光法、计算机视觉法、激光干涉法、激光衍射法、CT测量法、MR测量法、超声波法和层析法 。通常使用非接触式测量在采集实物模型的表面资料时,采集速度快,可形成“点云”资料,缺点是精度较低而且对样件表面和光照有较高的要求。 模型的重构也就是通常所说的逆向造型过程,重构的方案目前主要有三种,每一种都有不同的适用场合:
1)以B-Spline或NURBS曲面为基础的曲面构造法,
2)以三角Bezier曲面片为基础的曲面构造法;
3)以多面体面片为基础的曲面构造法。
品逆向设计的三大关键环节。数据采集(样件的表面数字化)是进行产品逆向设计的第一步。一般而言,数据采集有接触式与非接触式两种测量方式。
Design
/
Reversion
Design)
反求设计是以先进的
产品
或技术为对象,通过深人分析,
掌握其关键技术,在消化、吸收的基础上,
仿型或开发出同类型创新产品的设计。
1、熟悉参考样车,在样车准备阶段拍摄相关照片
2、测量内、外表面各种装配间隙和段差,结构造型圆角,操纵件行程等
3、然后进行车身外表面测量,整车状态下底盘点云测量
4、进行门洞、开闭件开度、门内饰、座椅位置、发动机舱测量(右侧内饰测量轮廓、缝隙、非对称部位)
5、拆开闭件,测量门内饰
6、测量座椅、方向盘、驾驶操纵机构、踏板
7、拆门内饰,拆座椅,拆前风窗玻璃,测量门内板
8、测量仪表板及车身其他内饰
9、拆内饰、仪表板,测量装配状态下的车身附件、空调、电气件
10、拆车内空调系统件、车身附件、电气件上固定架,拆前后车轮,测量前后挡泥板护板、前后保险卡T
11、拆前后挡泥板护板、前后保险杠、前大灯。拆底盘件、发动机舱内空调系统件、电气件、测量配合
12、测量底盘和空调的管路系统,拆卸底盘和空调的管路系统,各种涂胶、阻尼垫拍照测量及铲胶
13、车身(包括开闭件)孔位编号、拍照,人工测量焊接标准件及所有孔径,自车身所有安装孔的孔位、孔径用测量设备测量,拆解车身,测量配合,零部件测量及零部件拆解和散件测量
14、将点云调整到车身坐标系下,对整车点云进行分块,对整车点云外表面、内饰件表而及外饰件表面进行划分,生成总布置控制面
汽车逆向设计第二阶段(设计):
1、对运动部件进行运动学校核和相关部件设计
2、车轮运动校核和轮罩设计、踏板总成运动校核、传动轴跳动校核、转向运动校核、悬架运动校核、转动车身件运动校核等
3、发动机厢盖、行李箱盖运动学校核,车门、摇机、天窗运动学校核,雨刮器运动学校核等。另外还要进行轴荷分配计算与转弯半径凋整校核,最终确定设计硬点
4、对发动机、悬置支架、附件进行逆向建模,对底盘系统零部件进行逆向建模,进行管路、管夹设计
5、还需要对底盘系统进行悬架设计计算、制动设计计算、转向设计计算,以及冷却系统设计等。进行电器系统逆向设计
6、包括电器件建模、原理图设计,以及电气系统匹配与计算等,然后进行样车功能分析。
7、对车身及附件进行逆向建模,进行车身主断面没汁
8、车身逆向建模设计包括车身逆向建模、开闭件逆向建模、仪表台逆向建模、内饰件逆向建模、外饰件逆向建模、空调系统附件逆向建模等
9、然后对运动件运动干涉校核,以及对相应问题进行修改
11、对整车进行总体设计,总体没计方案细化和调整,对运动部件进行运动学细化校核
12、检查设计硬点,对整车三维数模进行装配,包括车身三维数模装配、开闭件三维数模装配、仪表台三维数模装配、内饰三维数模装配、外饰件三维数模装配、空调系统附件三维
13、数模装配,检查装配间隙及干涉情况,完善总布置设计图
14、对底盘系统进行计算、细化设计,以及管路设计
15、车身涂胶图设计,车身隔热、阻尼垫分布网设计,车三维焊点图设计,车身爆炸图设计,车身焊接流程图设计,车身附件、空调系统装置冈设计
正向设计:
正向设计是以系统工程理论、方法和过程模型为指导,面向复杂产品和系统的改进改型、技术研发和原创设计等为场景,旨在提升企业自主创新能力和设计制造一体化能力。所谓正向设计简单来说就是从概念——实物,这一过程利用绘图或建模等手段预先做出产品设计原型,然后根据原型制造产品。
过程: 概念设计 →绘图或三维建模 →制造系统→ 新产品
从功能与规格的预期指标确定开始,构思产品的零组件需求,再由各个元件的设计、制造以及检验零组件组装、检验整机组装、性能测试等程序来完成。
但对于复杂的产品,正向设计的方法显示出了它的不足,设计过程难度系数大、周期较长、成本高、产品研制开发难。由于设计师无法完全预估产品在设计过程中会出现什么样的状况,如果每次因为一些局部的问题而推倒整个产品重来,不管从时间上还是从成本上都是不可接受的。如果有方法能改正在正向设计过程中所产生的局部问题自然是好的,正是在这样的背景下,自然发展并形成了逆向设计的方法。
逆向设计:
逆向设计是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理),并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(曲面模型重构),并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。逆向设计通常是应用于产品外观表面的设计,是指从实物上采集大量的三维坐标点,并由此建立该物体的几何模型,进而开发出同类产品的先进技术。
过程:实物三维→三维坐标采集→仿形或创新→制造→产品
逆向工程与一般的设计制造过程相反,是先有实物后有模型。仿形加工就是一种典型的逆向工程应用。目前,逆向工程,逆向工程的应用已从单纯的技巧性手工操作,发展到采用先进的计算机及测量设备,进行设计、分析、制造等活动,如获取修模后的模具形状、分析实物模型、基于现有产品的创新设计、快速仿形制造等。
通过以上介绍,我们可以看出,逆向设计和正向设计是恰好相反的一个过程。