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标题: 【转帖】数字化产品开发应用技术 [打印本页]

作者: haha 时间: 2002-4-9 22:04
标题: 【转帖】数字化产品开发应用技术
数字化产品开发应用技术（Digital Product Development Technology ) 可定义为基于计算机软件和硬件环境将数字化技术广泛地应用于产品开发的整个产品生命周期过程中的实用技术。它已经能覆盖从概念设计、详细设计、工程分析、数控加工、虚拟制造模拟到产品维护等各个产品开发和生产的流程。数字化产品开发应用技术的核心为三维计算机软件辅助设计(3D Design)，以三维手段数字化地定义组合成产品的任何数据并通过网络进行协同作业。再配合产品数据管理系统 ( PDM ) ，制造业开始实施基于数字化技术的，完全优化的产品开发和制造流程。
   由于这种技术的应用美国波音公司才得以实现以无纸作业的电子样机(Digital Mock-up)手段开发新一代的波音777客机，克莱斯勒公司才能把开发一辆全新的小轿车的周期缩短到十八个月。如今越来越多的企业加入这一技术变革的行列，包括从航空航天、汽车、摩托车、舰船、到机器、设备、家电等多种行业。
   数字化产品开发技术给企业带来深远的影响，它首先表现在使企业内最宝贵的无形财富－知识和经验可以数字化的形式得以保存和继承。推行知识管理(Knowledge Management) 在数字化数据和网络时代成为有远见企业的战略性目标。
   唯有在网络空间和数字化的世界，勇于创新的企业才能找到最自由的天地。你能想象一架新型的直升机的各主要部件是分别在六个远离数以千里的国家，由六个不同的企业第一次合作就以三维数字化手段协同设计，并通过网络进行沟通，在大大缩短设计周期和节省成本的情况下，顺利完成了开发项目吗？
   近十年来，数字化技术在机械工程领域的应用技术不断推陈出新，新的技术的应用，推动企业以更快的速度推出更创新的产品，同行的回应又兴起新一轮的市场竞争。数字化和网络技术正把这种循环的速度加快到人们想象不到的节奏。从使用图板到计算机二维绘图，从三维设计到电子样机，由数字化工艺流程设计到数字化制造，整个数字化产品开发技术逐步发展 (Evolution of Digital Product Development Technology)而成为数字化企业(Digital Enterprise)的核心。

作者: haha 时间: 2002-4-9 22:09
逆向工程技术（Reverse Engineering)

　

     逆  向  工  程  技  术  --  Surface econstruction( 曲  面  自  动  重  建  ）功  能  在  模  具  设  计  开  发  中  的  应  用

  模具工业历来都是应用新技术、新工艺、新材料的先锋。近十年来，模具行业一直是 CAD/CAM 软件的最主要用户之一。欧美一些模具企业  大量运用 CAD/CAM/CAE 技术和产品, 相比之下，中国模具厂家正进入起步阶段。

  以常规的设计程序和工艺，设计者都是按照二维图纸或是根据设计规范和几何图形的要求，将数据、参数键入计算机，通过 CAD/CAM 软件程序，先产生三维模型，再以此为依据，编制数控加工程序，来驱动数控机床或其它数控设备，经过不同的工序，生产出最终产品

  但如果以实物模型/ 样件为依据，而没有图纸和参数，特别针对一些复杂的曲面产品，要用传统的测量方法，取得数据，再经过计算机 CAD 软件来正确建立完整的三维模型，就谈何容易了。 CAD/CAM 软件在这些逆向工程中的应用，我们称之为  CAD/CAM 软件的逆向工程技术 (Surface Reconstruction--曲面自动重建）.

  

1.1 " 逆向工程技术" 需求----产品开发中的难题

  随着 CAD/CAM 技术的广泛应用，相比之下，在如何准确、有效地从实物样件上采集复杂三维表面数据，进而能快速地转变成高质量的计算机软件中的三维数学模型－－这一应用上仍然存在很大的障碍。

  尤其在汽车,  摩托车身及其他产品模具的设计和制造过程中，经常会碰到这个难题：产品仿制或面对以手工制作或经手工进行局部修改 (光顺处理）后的模型或实物样件（即使是用  CAD/CAM 系统设计和加工生产的模型），如果仍用传统的测量技术－－采集特征线上离散的坐标点，然后输入计算机，用一  般造型软件，将点连成线，连线成面片，连接面片再反复光顺后建立 CAD 模型的处理步骤，就有以下多方面的技术和工艺上的限制。

测量速度慢，周期长而且精确度难以保证，特别是针对很复杂的曲面，离散点不能准确地定义它的形状 , 工程师简单重复劳动工作量巨大。

对测绘人员的要求高，他必须掌握设计的要求和一般  CAD/CAM 软件对有效处理坐标点数量的限制。

不能充分发挥 CAD/CAM 技术和计算机高速速度的优势。

不能发挥最新扫描技术/ 工具，如激光扫描器等的优势（因有上述第 2 点中提及    的限制）。

最终建立的 CAD 模型与实际数值偏差大－－质量难以控制。

  

1.2 "逆向工程技术" 发展史 --Surface Reconstruction(曲面自动重建）软件诞生

为解决上述难题，在 1992 年，法国 MDTV 公司和日本某大  汽车集团开始合作进行研究开发，至 1994 年中正式推出“ Surface Reconstruction"（曲面自动重建）专业应用软件，真正填补了 CAD/CAM  技术在逆向工程领域应用中的空白。

对那些在产品开发过程中以实物模型/ 样件为依据，来着手设计/ 改型的用户来讲，MDTV 公司的 Surface Reconstruction(曲面自动重建）功能的应用，完全改变了他们的传统工艺，利用先进的扫描工具，用户从原来费时且难以控制的手工测量，变成用全自动的高速扫描方法。在采集坐标点后，也由原来处理离散点的繁复而难以控制之下的曲面模型自动生成的新技术。从而大大加快了开发设计的同期并提高了产品的质量。

  Surface Reconsruction（曲面自动重建）软件提供了以实物模型/  样件的表面数字化点（坐标点）为依据，从而快而准地生成 CAD 数字模型过程中所需的一切灵活性和受控性，它体现在以下一系列特征上 ;

可读取极大量的数字化点（坐标点）的文件，可超过几百万个点或以上；

提供检测和编辑数字化点文件的工具；

  以交互方式生成特征（曲）线；

自动识别特征，包括锐边、边渡面、斜度等；

自动生成曲面；

  能对重建后的曲面模型作精度验测和质量评估；

  “ 曲面自动重建 ”功能可以和  其它 CAD/CAM 软件如： CATIA、Euclid、STRIM－－等同时使用。

  

       1.3 先进扫描技术/ 工具的应用

  Surface Reconstruction（曲面自动重建）软件具有处理极大量数字化点的能力，所以在测量实物模型/ 样件的时候，就不必象以前那样小心谨慎地选择能描述型面的特征线来进行测量（采集该线上的离散坐标点）。而只需一次性或多次在不同方向上对测量对象的整体或局部进行扫描（为获得完整数据），以采集大量密集的数字化点（cloud points).

   显而易见，曲面重建技术的应用是与扫描技术息息相关的。描述模型表面数据的数字化点文件的质量直接反应到重建后的曲面模型的准确性。

   在与某日本模具集团合作开发 Surface Recondtruction( 曲面自动重建）软件过程中发现，原来各先进国家，特别在欧洲，一些公司已研究出一系列先进的扫描技术/ 工具，而这些工具已与 Surface Reconstrution（曲面自动重建）功能相配合，在世界各地，特别在中国已被成功地应用在模具及相关产品的开发工作中。

1       1.4 逆向工程技术的应用

       Surface Reconstruction( 曲面自动重建 ) 软件是经过实践验证的可靠工具. 是计算机辅助设计软件在逆向工程中应用的一个典型实例。工程实践证明它是一项既方便又可靠的新技术。

该软件能处理不同类型的数字化点，不管是人工测出的低密度数字化点，还是自动测出的数以百万计的数字化点，一旦这些数字化点在屏幕上显示出，设计人员可直观地交互建立起模型的特征线，这些特征线由设计人员选取一定顺滑精度的数字化点生成。由这些网络曲线作为曲面片的边界，该功能软件自动生成与数字化点非常接近的顺滑曲面。最后，由专门的检测功能模块把所生成的曲面与所采集的数字化点进行比较。

以下为 Surface Reconstruction( 曲面自动重建 ) 的操作步骤：

1. 数字化点显示

  多角度显示模型能使设计人员及时发现测量工作的精确程度。以数字化点为基础直接生成的模型能显示遗漏区域，以及不准确的数字化点，以便确定是否要重新测量数字化点。

2. 数字化点编辑

  所有数字化点须经筛选或自由顺滑处理，以去除杂散点。从而提高数字化点精度。也可手工操作去除或加入数字化点。

3. 建立线框模型( 取数字化模型特征线 )

以交互方式定义模型的特征线，使设计人员直接由设计的一组数字化点来完成，而没有必要一点一点地选取。

4. 曲面的生成

由线框模型生成一组曲面，面与面之间过渡约束（如曲线的相切、连续性等）由设计人员定义。这些曲面片被自动覆盖互数字化型面上，以尽可能与测出的数字化点相吻合。

5. 校核

CAD 模型建好后，必须与实物模型进行比较，校核时该功能软件计算数字化点与生成曲面间的距离，结果以颜色级度偏差的形式显示，颜色的变化以距离的大小而变化。所建 CAD 模型品质的优劣也可由 STRIM 曲面功能来校核，如用平行光线、发射光线、图形扫描等功能来检测。

6. 集成一体化

曲面自动重建模块可与 EUCLID ，STRIM 等系统的曲面造型功能模块结合起来，随时为设计人员提供模型的设计、修改和曲面重建的强大设计功能。

作者: haha 时间: 2002-4-10 22:50
https://neo3.sba.com/forums/Conf_ThreadList.cfm?CFApp=57&
https://www.eng-tips.com/forumlist.cfm?CFID=55093310&CFTOKEN=26157685

作者: harrylgs 时间: 2002-4-26 15:13
理论不用加密吧！

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