¿Qué es la tecnología de ingeniería inversa?
El concepto de ingeniería inversa La ingeniería inversa (RE) es una descripción del proceso de diseño del producto. En el concepto general de los técnicos de ingeniería, el proceso de diseño del producto es un proceso desde cero, es decir, los diseñadores primero conciben en sus mentes la apariencia, el rendimiento y los parámetros técnicos aproximados del producto, y luego crean una versión digital tridimensional del mismo. producto dibujando un modelo de dibujos y finalmente transfiriendo este modelo al proceso de fabricación para completar todo el ciclo de diseño y fabricación del producto. Este proceso de diseño de producto se denomina proceso de "diseño avanzado". El diseño de productos de ingeniería inversa puede considerarse un proceso "desde cero". En pocas palabras, el diseño de productos mediante ingeniería inversa es el proceso de derivar de forma inversa datos de diseño de productos (incluidos dibujos de diseño o modelos digitales) basados en modelos de productos existentes. En este sentido, la ingeniería inversa se utiliza en el diseño industrial desde hace mucho tiempo. El diseño de elevación del casco comúnmente utilizado en los inicios de la industria de la construcción naval es un buen ejemplo de ingeniería inversa. Con la aplicación generalizada de la tecnología informática en el campo de la fabricación, especialmente el rápido desarrollo de la tecnología de medición digital, la tecnología de modelado de productos basada en datos de medición se ha convertido en el foco principal de la tecnología de ingeniería inversa. Los datos espaciales de la superficie del objeto obtenidos a través de equipos de medición digital (como máquinas de medición por coordenadas, equipos de medición láser, etc.) requieren el uso de tecnología de ingeniería inversa para establecer un modelo tridimensional del producto y luego usar el sistema CAM. para completar la fabricación del producto. Por lo tanto, la tecnología de ingeniería inversa puede considerarse como un término general para tecnologías digitales relacionadas y tecnologías de modelado geométrico que convierten muestras de productos en modelos tridimensionales. El proceso de implementación de la ingeniería inversa es un proceso colaborativo multidisciplinario y multicampo. En la Figura 1 podemos ver que todo el proceso de implementación de ingeniería inversa incluye el proceso desde la recopilación y el procesamiento de datos de medición hasta los sistemas CAD/CAM convencionales y, finalmente, la integración con los sistemas de gestión de datos de productos (sistemas PDM). La implementación del proyecto requiere un alto grado de colaboración e integración de personal y tecnología.
2. Principio de implementación de ingeniería inversa: el papel de la ingeniería inversa en los sistemas CAD/CAM no es una tecnología aislada, está indisolublemente ligada a la tecnología de medición y los sistemas CAD/CAM existentes. . Sin embargo, en el proceso de solicitud real, debido a que la mayoría del personal técnico y de ingeniería no sabe lo suficiente sobre la tecnología de ingeniería inversa, equiparan la tecnología de ingeniería inversa con la tecnología CAD/CAM existente y requieren tecnología de ingeniería inversa basada en el nivel técnico del CAD/CAM existente. Provoca desconfianza y malentendidos en la tecnología de ingeniería inversa. Desde una perspectiva teórica, la tecnología de ingeniería inversa puede reconstruir un modelo tridimensional que sea totalmente compatible con los sistemas CAD/CAM existentes basándose en los datos de medición del producto. Este es el objetivo final de la tecnología de ingeniería inversa. Sin embargo, deberíamos ver que las tecnologías que actualmente dominan las personas, incluidas las de ingeniería y las puramente teóricas (como la teoría del modelado de superficies), aún no pueden cumplir con este requisito. Especialmente el modelado de datos de "nube de puntos" a gran escala, actualmente popular, está lejos de poder aplicarse directamente en sistemas CAD. Por lo tanto, creemos que la relación actual entre la tecnología CAD de ingeniería inversa y los sistemas CAD/CAM existentes sólo puede ser una relación que se refuerce mutuamente. Después de décadas de desarrollo, el sistema CAD/CAM existente se ha vuelto muy maduro tanto en teoría como en aplicación práctica. En esta situación, el sistema CAD/CAM existente no puede cumplir con los requisitos especiales del modelado de ingeniería inversa. . Por otro lado, una gran cantidad de métodos de modelado utilizados en la tecnología de ingeniería inversa se pueden tomar prestados de los sistemas CAD/CAM existentes sin necesidad de construir una nueva plataforma. Con base en este análisis, creemos que la tecnología de ingeniería inversa se encuentra en una posición de modelado subordinada y auxiliar en toda la cadena del sistema de fabricación. La tecnología de ingeniería inversa puede hacer uso de los sistemas CAD/CAM existentes para ayudarlos a lograr tareas que no puede completar por sí sola. . Con este conocimiento, podemos entender por qué la tecnología de ingeniería inversa (incluido el software correspondiente) nunca ha sido la corriente principal en el mercado, y la mayoría de los sistemas CAD/CAM incluyen módulos de ingeniería inversa o paquetes de software de terceros.
3. Aplicación de la tecnología de ingeniería inversa en la industria del molde A partir del concepto y las características técnicas de la ingeniería inversa, se puede ver que los campos de aplicación de la ingeniería inversa se encuentran principalmente en industrias relacionadas con el molde, como la aeronáutica, automóviles, juguetes y electrodomésticos. En los últimos años, con el desarrollo de tecnologías biológicas y materiales, la tecnología de ingeniería inversa también ha comenzado a aplicarse en campos médicos como los huesos biológicos artificiales. Pero su principal área de aplicación sigue siendo la industria del molde. Durante el proceso de fabricación del molde, a menudo es necesario probar repetidamente el punzonado y modificar la superficie del molde. Si se mide el molde que finalmente cumple con los requisitos y se obtiene su modelo digital a la inversa, este modelo digital de respaldo se puede usar para generar un programa de procesamiento cuando el molde se fabrica repetidamente, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de la producción de moldes y reducir los costos de fabricación de moldes. . La tecnología de ingeniería inversa tiene perspectivas de aplicación muy amplias en nuestro país, especialmente en regiones y empresas que producen diversos accesorios para automóviles y juguetes. Estas regiones y empresas a menudo necesitan fabricar moldes o procesar directamente productos basándose en muestras proporcionadas por los clientes. En estas empresas, los equipos de medición y los sistemas CAD/CAM son indispensables, pero debido a la aplicación incompleta de la tecnología de ingeniería inversa, la precisión del producto y el ciclo de producción se ven seriamente afectados. Por lo tanto, la combinación de tecnología de ingeniería inversa y sistemas CAD/CAM es de gran importancia para la aplicación de estas empresas. Tenemos un profundo conocimiento de esto a través de muchos años de servicio técnico. Por un lado, varias empresas de moldes acogen favorablemente la promoción de la tecnología de ingeniería inversa en sus empresas, pero, por otro lado, adolecen de la falta de la orientación necesaria y de productos de software adecuados. Esta situación restringe seriamente la promoción de la tecnología de ingeniería inversa en la industria del molde. En comparación con las décadas de aplicación de los sistemas CAD/CAM en nuestro país, el personal técnico y de ingeniería solo conoce la tecnología de ingeniería inversa desde hace más de diez años o incluso unos pocos años. Aunque hay poco tiempo, las amplias perspectivas de aplicación de la tecnología de ingeniería inversa han atraído la atención de la mayoría del personal técnico y de ingeniería. Esto tiene un papel importante en la mejora del contenido técnico general de la industria de fabricación de moldes de mi país y, por lo tanto, mejora la competitividad de los productos en el mercado. .
4. Software de ingeniería inversa La implementación de la ingeniería inversa requiere el soporte de un software de ingeniería inversa. La función principal del software de ingeniería inversa es recibir datos del producto desde equipos de medición, obtener modelos de curvas o superficies de alta calidad a través de una serie de operaciones de edición y transferir estos datos de curvas y superficies a sistemas CAD/CAM existentes a través de formatos de datos estándar. El modelado del producto final se completa en estos sistemas. Debido a que no puede satisfacer completamente las necesidades de modelado de productos de los usuarios, es difícil que el software CAD de ingeniería inversa compita con los sistemas CAD/CAM convencionales existentes, como CATIA, UG, Pro/ENGINEER y SolidWorks. Muchos software de ingeniería inversa se convierten en software de terceros para estos sistemas CAD/CAM. Por ejemplo, UG utiliza ImageWare como software para completar el modelado de ingeniería inversa en los productos de la serie UG, y Pro/ENGINEER utiliza ICEM Surf como software de soporte para el módulo de ingeniería inversa. Además, existen algunos programas de ingeniería inversa independientes, como GeoMagic, etc. Estos programas generalmente tienen funciones diversificadas. Por ejemplo, además de procesar el modelado geométrico de superficies, GeoMagic también puede procesar el modelado de datos de interfaz tomográfica representados por datos de CT y MRI, lo que hace que el software sea bastante competitivo en el campo de las imágenes médicas. Además, algunos programas de ingeniería inversa son parte de una serie general de productos de software. Tanto el modelo de datos como el motor de geometría son consistentes con otros componentes de la serie. La ventaja de esto es que el modelo generado por el software de ingeniería inversa puede ser. ingresado directamente en el módulo CAD o CAM, logrando una integración perfecta de los datos. El representante de este tipo de software es CopyCAD de DELCAM. Estos son algunos de los programas de ingeniería inversa más famosos. GeoMagic (www.geomaigc.com) es el software de ingeniería inversa de RainDrop Company en los Estados Unidos. Tiene ricos métodos de procesamiento de datos y puede construir rápidamente múltiples modelos de superficie continua basados en datos de medición. Las áreas de aplicación del software incluyen muchos aspectos, desde el diseño industrial hasta la simulación médica, y entre los usuarios se encuentran los principales fabricantes como General Motors y BMW.
ImageWare (www.imageware.com) Como software de modelado de ingeniería inversa proporcionado en UG NX, ImageWare tiene potentes funciones de procesamiento de datos de medición, modelado de superficies y detección de errores. Puede manejar decenas de miles a millones de datos de nubes de puntos. La superficie Clase A (CLASE A) construida en base a estos datos de nubes de puntos tiene buena calidad y continuidad superficial. La función de detección de modelos de ImageWare puede mostrar de forma cómoda e intuitiva los errores entre el modelo de superficie construido y los datos de medición reales, así como tolerancias geométricas como planitud y redondez. CopyCAD (www.delcam.com) CopyCAD es uno de la serie de productos CAD de la empresa británica DELCAM, que procesa principalmente el modelado de superficies de datos de medición. Los productos de DELCAM cubren todo el proceso desde el diseño hasta la fabricación y las pruebas. Incluyendo PowerSHAPE, PowerMILL, PowerINSPECT, ArtCAM, CopyCAD, PS-TEAM y muchos otros productos de software. Como parte de una familia de productos, CopyCAD se integra bien con otro software de la familia. RapidForm (www.rapidform.com) RapidForm es un software de ingeniería inversa desarrollado por la empresa INUS de Corea del Sur. Se utiliza principalmente para procesar mediciones, modelado de superficies de datos escaneados y modelado de imágenes médicas basadas en datos de CT. También puede completar el modelado de mediciones de obras de arte y la generación de gráficos avanzados. RapidForm proporciona un conjunto completo de herramientas para la segmentación de modelos, la generación de superficies y la detección de superficies. Los usuarios pueden utilizar fácilmente mallas curvas previamente construidas para escalarlas y aplicarlas al proceso de reconstrucción del nuevo modelo. La introducción anterior es el software de ingeniería inversa más común en la actualidad. Los software de ingeniería inversa comercializados que se pueden ver en China son todos extranjeros. Aunque también hay investigaciones sobre software de ingeniería inversa en China, se concentran principalmente en unas pocas universidades. Entre ellas, la Universidad de Tsinghua, la Universidad de Zhejiang y la Universidad de Aeronáutica y Astronáutica de Nanjing han realizado investigaciones relativamente profundas en esta área. Algunos de los resultados de esta investigación también aparecen en forma de productos de software debido a la estabilidad y operabilidad del sistema. , este software de investigación aún no está completamente calificado para competir con el software comercial extranjero. El software de ingeniería inversa QuickForm, desarrollado por profesionales en el campo de la ingeniería inversa nacional, es uno de los mejores programas de ingeniería inversa nacionales. El sistema utiliza un motor de geometría avanzada con buena estabilidad operativa y buena operatividad. Dado que los desarrolladores tienen una amplia experiencia en la implementación de ingeniería inversa, la configuración de funciones y los métodos de operación en el sistema están en línea con los hábitos de los usuarios nacionales, algo que el software extranjero no puede tener. Otra ventaja de QuickForm es su ventaja de precio. El precio de QuickForm es extremadamente competitivo entre software similares. Al mismo tiempo, el uso de software nacional también respalda a las industrias nacionales de fabricación y software