現(xiàn)代設計及理論方法第七章反求工程設計(編輯修改稿)
2025-01-20 16:36 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。 軟件反求設計 具有 以下特點 ： (1)抽象性 。 技術軟件 不是實物，只是一些抽象的文字、公式、數(shù)據(jù)、圖樣等，需要發(fā)揮人們的想像力。因此， 軟件反求 是一個處理抽象信息的過程。 (2)科學性 。 軟件反求 要求人們從各種技術信息中，去偽存真，從低級到高級，逐步探索、反求出設計對象的技術奧秘，獲取可為我所用的技術信息。 (3)技術性 。 軟件反求 大部分工作是一個分析、計算的邏輯思維過程，也是一個從抽象思維到形象思維的不斷反復的過程，因此，軟件反求 具有高度的技術性。 2. 軟件反求 (4)綜合性 。 軟件反求 要求綜合運用決策理論、模糊理論、相似理論、計算機技術等多門學科的知識，是一門綜合性很強的技術。 (5)創(chuàng)造性 。 軟件反求 還是一個創(chuàng)造、創(chuàng)新的過程。軟件反求設計應充分發(fā)揮人的創(chuàng)造性及集體的智慧，大膽開發(fā)，大膽創(chuàng)新。 軟件反求的一般過程 如下 ： (1) 必要性論證 ，包括對引進對象作市場調(diào)研及技術先進性、可操作性論證等； (2) 軟件反求成功的可能性論證 ，并非所有技術軟件都能反求成功； (3) 原理 、 方案 、 技術條件反求設計 ； (4) 零 、 部件結構 、 工藝反求設計 ； (5) 產(chǎn)品的使用 、 維護 、 管理反求 ； (6) 產(chǎn)品綜合性能測定 及 評價 。 軟件反求工程設計的 一般進程 是： (1)工作準備 。 與實物反求設計相似。 (2) 反求原理方案 。 分析引進的軟件資料，探求其成品的工作可靠性和能否達到技術要求。其原理方案的科學性。技術、經(jīng)濟方面的可行性、生產(chǎn)率的合理性與先進性、使用維護的宜人性、零部件的加工與裝配的工藝性、外觀造型的藝術性等。 (3)反求結構方案 。 分析資料，探求其結構要素的新穎性，新材料、新工藝的特點，先進技術的應用，創(chuàng)造性地滿足其結構設計原理。 既無 實物 ，又無 技術軟件 、僅有 產(chǎn)品相片 、 圖片 、 廣告介紹 、 參觀印象 和 影視畫面 等，要從中 去構思 、 想象 來反求 ，稱 影像反求 。這是 反求對象 中難度最大的反求工作。 影像反求 本身就是 創(chuàng)新過程 。 目前 還未形成成熟的技術 ，一般要利用 透視變換 和 透視投影 ，形成 不同透視圖 ，從外形、尺寸、比例和專業(yè)知識，去琢磨其功能和性能，進而分析其 內(nèi)部可能的結構 。 3. 影像反求 影像反求設計的 一般進程 為： (1)工作準備 。 與實物反求設計相似。 (2)確定基本尺寸 。 根據(jù) 影像形成原理 分析確定 影像中能反映的各種尺寸 。 影像多數(shù)為透視圖 ，在掌握透視變換和透視投影的基礎上，根據(jù)影像資料作出透視圖，從而初定產(chǎn)品的外形尺寸、部件尺寸和一切能觀察到的尺寸和外部特征。 (3)功能原理分析 。 根據(jù)外部尺寸和結構特征，分析產(chǎn)品的功能原理、總體布局、性能參數(shù)、傳動控制方案等，初步確定功能載體和工作原理。 (4)結構分析 。 根據(jù)技術人員的知識和經(jīng)驗，確定 具體結構 。觀察圖片等影像資料分辨材料。進行強度、剛度、穩(wěn)定性等的 分析計算 。作出 反求方案設計 ，進行 評審 。 (5)技術設計 。 根據(jù)評審方案，完成 技術設計 。 在上述 這幾類反求方式 中， 實物反求 己經(jīng)形成了一套較為完善的體系，其中 實物的幾何形狀反求 在 RE技術中具有十分重要的地位和作用，也是目前有關 反求工程 研究中的主要部分。 反求工程設計的基本原理 反求工程 主要通過 以下步驟 來實現(xiàn)： 數(shù)據(jù)采樣 → 數(shù)據(jù)分析 → 數(shù)據(jù)恢復及修補 → 原始部件的分解 → 模型信息處理 及 CAD模型的建立 → 部件裝配 → 產(chǎn)品功能模擬 → 再設計 等步驟。 1. 數(shù)據(jù)采樣 數(shù)據(jù)采樣 是 反求工程 的最基本的、必不可少的步驟，它從已有的實物 獲取 產(chǎn)品數(shù)據(jù) 通常采用 三維激光掃描儀 、 三維數(shù)字化儀 、 物體多角度照片 等數(shù)字化方法來快速、準確地 獲取數(shù)據(jù) 。 如果能夠得到 產(chǎn)品的設計數(shù)據(jù) ，當然可以使用。當?shù)玫搅溯^完整的采樣數(shù)據(jù)以后，必須通過 三維圖形處理技術 將 采樣數(shù)據(jù) 以 三維圖形的方式顯示出來，以得到直觀簡略的 產(chǎn)品結構外形 。 2. 數(shù)據(jù)分析 當?shù)玫?采樣數(shù)據(jù) 并已經(jīng)顯示成圖形以后，就可以分析 原來物體的結構 。 物體結構 包括物體的 邏輯結構 、 物體的功能結構 ，物體包含哪些標準件，材料構成，物體表面顏色分布，各個部件的幾何尺寸，不同部件之間的裝配方式及不同部件之間的幾何尺寸約束等。為此，要建立 產(chǎn)品幾何特征識別 及 產(chǎn)品組件結構的自動識別分解 或 交互識別分解系統(tǒng) 。 該系統(tǒng) 具有視覺識別區(qū)分實物的特征和特征數(shù)據(jù)的分類處理功能，材質顏色分解提取功能、根據(jù)標準零件模型庫將整個物體大致分解為幾個不同的部分。 3. 數(shù)據(jù)恢復和修補 在采樣過程中，物體的某些細節(jié)的丟失是不可避免的，通過對采樣數(shù)據(jù) 的 三維顯示 及 結構分析 ，能夠發(fā)現(xiàn) 哪些數(shù)據(jù)可能被丟失了 ，因此， 數(shù)據(jù)修復 是反求工程的一個必不可少的步驟。 數(shù)據(jù)修復 主要包括 部件數(shù)據(jù)恢復 及 表面數(shù)據(jù)恢復 。 表面數(shù)據(jù)恢復 主要涉及碎片整合及空洞填補，一般可采用NURBS曲面片來實現(xiàn)表面數(shù)據(jù)的恢復。 一個更好的方法是采用基于三角面片的多分辨曲面模型能便于曲面的局部修改 。在數(shù)據(jù)修復過程中， 局部修改 以消除明顯的誤差是必不可少的。 4. 原始部件的分解 反求工程 要解決的 關鍵問題 是一個 設計方案 能不能最終變成產(chǎn)品，而通常的產(chǎn)品是由不同的部件組裝而成的。 分解 是將一個物體分
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