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

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

正向設(shè)計(jì)和逆向設(shè)計(jì)

早期設(shè)計(jì)師在進(jìn)行產(chǎn)品的造型設(shè)計(jì)時(shí)，主要采用正向設(shè)計(jì)的方法；這是一個(gè)從概念設(shè)計(jì)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(jì)的正向設(shè)計(jì)一般流程： 概念設(shè)計(jì) →CAD/CAM系統(tǒng) →制造系統(tǒng)→ 新產(chǎn)品。

但對(duì)于復(fù)雜的產(chǎn)品，正向設(shè)計(jì)的方法顯示出了它的不足，設(shè)計(jì)過程難度系數(shù)大、周期較長(zhǎng)、成本高、產(chǎn)品研制開發(fā)難。由于設(shè)計(jì)師無法完全預(yù)估產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中會(huì)出現(xiàn)什么樣的狀況，如果每次因?yàn)橐恍┚植康膯栴}而推倒整個(gè)產(chǎn)品重來，不管從時(shí)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(jì)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(jì)的方法。

逆向設(shè)計(jì)通常是根據(jù)正向設(shè)計(jì)概念所產(chǎn)生的產(chǎn)品原始模型或者已有產(chǎn)品來進(jìn)行改良，通過對(duì)產(chǎn)生問題的模型進(jìn)行直接的修改、試驗(yàn)和分析得到相對(duì)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(jì)的方法所得到的產(chǎn)品模型，因?yàn)槭怯袑?shí)際的模型參與各種試驗(yàn)因此得到的結(jié)果相對(duì)于概念化推算和電腦虛擬模擬更接近真實(shí)，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(jì)和逆向設(shè)計(jì)結(jié)合使用。

逆向設(shè)計(jì)的流程示意

逆向設(shè)計(jì)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(jì)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(jì)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(jìn)行產(chǎn)品逆向設(shè)計(jì)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(cè)量方式。

接觸式測(cè)量根據(jù)測(cè)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(cè)量?jī)x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(cè)量機(jī)，它是有很強(qiáng)柔性的大型測(cè)量設(shè)備。接觸式測(cè)量對(duì)物體的表面的顏色和光照沒有要求，因此物體邊界的測(cè)量相對(duì)精確，但對(duì)軟質(zhì)材料適應(yīng)差且速度慢。

非接觸式測(cè)量根據(jù)原理的不同，可以分為三角形法、結(jié)構(gòu)光法、計(jì)算機(jī)視覺法、激光干涉法、激光衍射法、CT測(cè)量法、MR測(cè)量法、超聲波法和層析法。通常使用非接觸式測(cè)量在采集實(shí)物模型的表面資料時(shí)，采集速度快，可形成“點(diǎn)云”資料，缺點(diǎn)是精度較低而且對(duì)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(jìn)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?fù)浣ⅰ⑻卣魈崛〉裙ぷ鳌?/span>

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(chǎng)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(jì)的產(chǎn)生與應(yīng)用

在飛機(jī)、汽車、工藝美術(shù)品和模具等行業(yè)的設(shè)計(jì)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(jì)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(duì)事先制造出的木制或泥制模型來實(shí)現(xiàn)數(shù)字化產(chǎn)生的。近年來，逆向設(shè)計(jì)法在產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)中形成并逐漸走向成熟。

由于產(chǎn)品造型的逆向設(shè)計(jì)有起點(diǎn)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(jì)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(jì)中；

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

c．根據(jù)客戶樣件進(jìn)行模具設(shè)計(jì)時(shí)，該項(xiàng)技術(shù)可使自動(dòng)化程度大大提高；

d．在樣件缺少圖形文件時(shí)，可用逆向設(shè)計(jì)來生成圖形文件：

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

f．用于對(duì)產(chǎn)品模型進(jìn)行運(yùn)動(dòng)模擬和仿真,代表軟件；

h. 對(duì)產(chǎn)品模型的受力情況進(jìn)行仿真；

g. 對(duì)注塑件進(jìn)行注塑分析;

幾種用于逆向設(shè)計(jì)的應(yīng)用軟件

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

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

2)快速、準(zhǔn)確地將掃描點(diǎn)轉(zhuǎn)換成NURBS曲面；

3)對(duì)曲面模型的精度、品質(zhì)進(jìn)行評(píng)價(jià)；

4)對(duì)曲線、曲面的形狀實(shí)現(xiàn)交互修改。在產(chǎn)品的曲面模型重建時(shí)。imageware不需經(jīng)過建造曲線來構(gòu)造曲面而是直接由掃描點(diǎn)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(diǎn)群來產(chǎn)生曲面；也可首先在掃描點(diǎn)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(jì)和逆向工程是有區(qū)別的。  

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

逆向工程是對(duì)某一現(xiàn)有事物進(jìn)行研究，找到實(shí)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。