蘇州3D零件測繪、產(chǎn)品實物三維出圖、機械設(shè)計

無錫科泰工業(yè)設(shè)計有限公司是一家專業(yè)從事三維掃描，工業(yè)設(shè)計，產(chǎn)品測繪，產(chǎn)品設(shè)計，結(jié)構(gòu)設(shè)計，正逆向設(shè)計,模具設(shè)計，三維逆向，無錫、蘇州、上海逆向設(shè)計等多類型服務(wù)行業(yè)公司。

逆向設(shè)計過程是指設(shè)計師對產(chǎn)品實物樣件表面進行數(shù)字化處理(數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理)，并利用可實現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計的軟件來重新構(gòu)造實物的三維CAD模型（曲面模型重構(gòu)），并進一步用CAD/CAE/CAM系統(tǒng)實現(xiàn)分析、再設(shè)計、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。逆向設(shè)計通常是應(yīng)用于產(chǎn)品外觀表面的設(shè)計。

正向設(shè)計和逆向設(shè)計

早期設(shè)計師在進行產(chǎn)品的造型設(shè)計時，主要采用正向設(shè)計的方法；這是一個從概念設(shè)計起步到CAD建模、數(shù)控編程、數(shù)控加工的過程。

產(chǎn)品造型設(shè)計的正向設(shè)計一般流程： 概念設(shè)計 →CAD/CAM系統(tǒng) →制造系統(tǒng)→ 新產(chǎn)品。

但對于復(fù)雜的產(chǎn)品，正向設(shè)計的方法顯示出了它的不足，設(shè)計過程難度系數(shù)大、周期較長、成本高、產(chǎn)品研制開發(fā)難。由于設(shè)計師無法完全預(yù)估產(chǎn)品在設(shè)計過程中會出現(xiàn)什么樣的狀況，如果每次因為一些局部的問題而推倒整個產(chǎn)品重來，不管從時間上還是從成本上都是不可接受的。如果有方法能改正在正向設(shè)計過程中所產(chǎn)生的局部問題自然是好的，正是在這樣的背景下，自然發(fā)展并形成了逆向設(shè)計的方法。

逆向設(shè)計通常是根據(jù)正向設(shè)計概念所產(chǎn)生的產(chǎn)品原始模型或者已有產(chǎn)品來進行改良，通過對產(chǎn)生問題的模型進行直接的修改、試驗和分析得到相對理想的結(jié)果，然后再根據(jù)修正后的模型或樣件通過掃描和造型等一系列方法得到最終的三維模型。

采用逆向設(shè)計的方法所得到的產(chǎn)品模型，因為是有實際的模型參與各種試驗因此得到的結(jié)果相對于概念化推算和電腦虛擬模擬更接近真實，從而能迅速找到產(chǎn)品的優(yōu)異形態(tài)并縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。

在新產(chǎn)品開發(fā)中，通常采用正向設(shè)計和逆向設(shè)計結(jié)合使用。

逆向設(shè)計的流程示意

逆向設(shè)計的一般流程：

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) →制造系統(tǒng)→ 新產(chǎn)品。

在逆向設(shè)計的這些環(huán)節(jié)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)。

數(shù)據(jù)采集數(shù)據(jù)采集(樣件的表面數(shù)字化)是進行產(chǎn)品逆向設(shè)計的第一步。一般而言，數(shù)據(jù)采集有接觸式與非接觸式兩種測量方式。

接觸式測量根據(jù)測頭的不同，可分為觸發(fā)式和連續(xù)式。應(yīng)用最廣泛的接觸式測量儀器是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的高效精密的三坐標(biāo)測量機，它是有很強柔性的大型測量設(shè)備。接觸式測量對物體的表面的顏色和光照沒有要求，因此物體邊界的測量相對精確，但對軟質(zhì)材料適應(yīng)差且速度慢。

非接觸式測量根據(jù)原理的不同，可以分為三角形法、結(jié)構(gòu)光法、計算機視覺法、激光干涉法、激光衍射法、CT測量法、MR測量法、超聲波法和層析法。通常使用非接觸式測量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，缺點是精度較低而且對樣件表面和光照有較高的要求。

數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的結(jié)果將影響模型重構(gòu)的質(zhì)量。在此階段一般應(yīng)進行數(shù)據(jù)預(yù)處理、數(shù)據(jù)分塊、數(shù)據(jù)光順、三角化、數(shù)據(jù)優(yōu)化、多視拼合、噪聲濾波、拓撲建立、特征提取等工作。

模型重構(gòu)模型的重構(gòu)也就是通常所說的逆向造型過程，重構(gòu)的方案目前主要有三種，每一種都有不同的適用場合：

1)以B-Spline或NURBS曲面為基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造法，

2)以三角Bezier曲面片為基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造法；

3)以多面體面片為基礎(chǔ)的曲面構(gòu)造法。

產(chǎn)品逆向設(shè)計的產(chǎn)生與應(yīng)用

在飛機、汽車、工藝美術(shù)品和模具等行業(yè)的設(shè)計和制造中，通常是由復(fù)雜的自由曲面拼接而成，因此在概念設(shè)計階段難以用嚴(yán)密、統(tǒng)一的數(shù)學(xué)語言來描述。這些產(chǎn)品的初始模型是通過對事先制造出的木制或泥制模型來實現(xiàn)數(shù)字化產(chǎn)生的。近年來，逆向設(shè)計法在產(chǎn)品造型設(shè)計中形成并逐漸走向成熟。

由于產(chǎn)品造型的逆向設(shè)計有起點低、成本低、周期短、易改型、易創(chuàng)新等特性，自出現(xiàn)以來便受到了現(xiàn)代工業(yè)設(shè)計師的關(guān)注。目前該技術(shù)在下面幾方面得到了廣泛應(yīng)用：

a．用于汽車、摩托車等具有較復(fù)雜曲面外型產(chǎn)品的修復(fù)與改型設(shè)計中；

b．用于設(shè)計與制造個性化的產(chǎn)品，如人體擬合、太空服裝設(shè)計、假肢設(shè)計等；

c．根據(jù)客戶樣件進行模具設(shè)計時，該項技術(shù)可使自動化程度大大提高；

d．在樣件缺少圖形文件時，可用逆向設(shè)計來生成圖形文件：

e．在快速原形制造中逆向設(shè)計可實現(xiàn)原形產(chǎn)品的快速準(zhǔn)確建模并進行重新設(shè)計；

f．用于對產(chǎn)品模型進行運動模擬和仿真,代表軟件；

h. 對產(chǎn)品模型的受力情況進行仿真；

g. 對注塑件進行注塑分析;

幾種用于逆向設(shè)計的應(yīng)用軟件

國際市場有很多逆向設(shè)計的應(yīng)用軟件，如美國Imageware公司的imageware、英國Renishaw公司的TRACE、英國MDTV公司的STRIM and Surface Reconstruction、英國DelCAM公司的CopyCAD和美國Rain Drop公司的Geomagic。此外，一些CAD/CAM系統(tǒng)，如美國PTC公司的Pro/Engineer、德國Siemens PLM旗下的NX與法國達索公司的CATIA和Solidworks office premium等在其系統(tǒng)中也集成了可實現(xiàn)逆向三維造型設(shè)計的模塊，但與專業(yè)的逆向設(shè)計軟件比較，在功能上有較大局限性。例如：imageware逆向設(shè)計軟件可方便的實現(xiàn)下面幾項功能：

1)接受不同來源的掃描資料點的分析與處理。如CMM.Laser，sensors，Ultrasound等；

2)快速、準(zhǔn)確地將掃描點轉(zhuǎn)換成NURBS曲面；

3)對曲面模型的精度、品質(zhì)進行評價；

4)對曲線、曲面的形狀實現(xiàn)交互修改。在產(chǎn)品的曲面模型重建時。imageware不需經(jīng)過建造曲線來構(gòu)造曲面而是直接由掃描點來直接產(chǎn)生曲面；或采用建立周邊曲線再用該邊界與其內(nèi)部的掃描點群來產(chǎn)生曲面；也可首先在掃描點群中構(gòu)造NURBS曲線，再由曲線來產(chǎn)生曲面。 顯而易見，逆向設(shè)計和逆向工程是有區(qū)別的。  

逆向設(shè)計是設(shè)計的一種高效的方法，在產(chǎn)品未成形之前對它進行模擬、分析，上文已經(jīng)講得很清楚,比如：你要設(shè)計一段橋梁，想知道它的受力情況可以用逆向設(shè)計軟件來分析一下就知道了，這就是逆向設(shè)計。

逆向工程是對某一現(xiàn)有事物進行研究，找到實現(xiàn)它的方法。比如寶馬7系的車子比較好，被外星人拿去研究看看怎么造出來的，這叫逆向工程。