El uso de la tecnología CAD en el diseño y desarrollo de productos aporta los siguientes beneficios
En el concepto general del personal técnico y de ingeniería, el proceso de diseño del producto es un proceso desde cero, es decir, el diseñador primero concibe la apariencia, el rendimiento y los parámetros técnicos aproximados del producto en el cerebro, y luego, a través de los dibujos, establezca un modelo digital tridimensional del producto y finalmente transfiera el 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 mediante ingeniería inversa puede verse como un proceso de "de algo a nada". En pocas palabras, el diseño de productos mediante ingeniería inversa es el proceso de introducir 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. Los diseños de loft de casco comúnmente utilizados en las primeras etapas de la industria de la construcción naval son 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. Es necesario utilizar los datos espaciales de la superficie del objeto obtenidos mediante equipos de medición digital (como máquinas de medición de coordenadas tridimensionales, equipos de medición láser, etc.), utilizar tecnología de ingeniería inversa para establecer un modelo tridimensional del producto y luego utilizar 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. Como se puede ver en la Figura 1, todo el proceso de implementación de ingeniería inversa incluye el proceso desde la recopilación y el procesamiento de datos de medición hasta el sistema CAD/CAM tradicional y, finalmente, la integración con el sistema de gestión de datos del producto (sistema PDM). La implementación del proyecto requiere un alto grado de colaboración e integración de personal y tecnología.
Principios de implementación de ingeniería inversa:
Sistema CAD/CAM en ingeniería inversa La tecnología de ingeniería inversa no es una tecnología aislada, está estrechamente relacionada con la tecnología de medición y los sistemas CAD/CAM existentes. . Inextricablemente vinculado. Sin embargo, en el proceso de solicitud real, debido a que la mayoría del personal técnico y de ingeniería no tiene un conocimiento suficiente de la tecnología de ingeniería inversa, equiparan la tecnología de ingeniería inversa con la tecnología CAD/CAM existente y equiparan el sistema CAD/CAM existente con el nivel técnico de la tecnología de ingeniería inversa. La igualdad a menudo conduce a la desconfianza de las personas y a una mala comprensión de la tecnología de ingeniería inversa.
En teoría, 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 actualmente disponibles para las personas, incluida la tecnología de ingeniería y la tecnología puramente teórica (como la teoría del modelado de superficies), no pueden cumplir con este requisito. Especialmente para el modelado de datos de "nube de puntos" a gran escala actualmente popular, está lejos de poder aplicarse directamente a los sistemas CAD. Por lo tanto, creemos que la relación entre la tecnología CAD de ingeniería inversa actual y los sistemas CAD/CAM existentes sólo puede ser una relación complementaria. Después de décadas de desarrollo, el sistema CAD/CAM existente se ha vuelto muy maduro tanto en teoría como en aplicación práctica. En este caso, el sistema CAD/CAM existente no cumple ni puede cumplir con los requisitos de la construcción de ingeniería inversa. el sistema y cambiar el sistema subyacente. Por otro lado, muchos de los métodos de modelado utilizados en las técnicas de ingeniería inversa se pueden tomar prestados en su totalidad de sistemas CAD/CAM existentes sin necesidad de construir una nueva plataforma.
Con base en el análisis anterior, 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 utilizar los sistemas CAD/CAM existentes para ayudarla a lograr tareas. no puede completar su trabajo por sí solo. Con este conocimiento, podemos entender por qué la tecnología de ingeniería inversa (incluido el software correspondiente) no ha sido la corriente principal del mercado, y la mayoría de los sistemas CAD/CAM que contienen módulos de ingeniería inversa siguen siendo paquetes de software de terceros.
La aplicación de la tecnología de ingeniería inversa en la industria del molde
Se puede ver desde el concepto y las características técnicas de la ingeniería inversa que los campos de aplicación de la ingeniería inversa están relacionados principalmente con aviones, automóviles, juguetes y electrodomésticos, etc. Industrias relacionadas con el moho. En los últimos años, con el desarrollo de la tecnología biológica y de materiales, la tecnología de ingeniería inversa también ha comenzado a aplicarse a campos médicos como los huesos biológicos artificiales. Sin embargo, su principal área de aplicación sigue siendo la industria del molde. Porque a menudo es necesario probar repetidamente el punzón y modificar la forma del molde durante el proceso de fabricación del molde. Si se mide el molde que finalmente cumple con los requisitos y se invierte su modelo digital, este modelo digital de respaldo se puede usar para generar programas de procesamiento en la fabricación repetida del molde, lo que puede mejorar en gran medida la eficiencia de la producción de moldes y reducir el costo del molde. fabricación.
La tecnología de ingeniería inversa tiene perspectivas de aplicación muy amplias en nuestro país, especialmente en áreas que producen diversas piezas de soporte para automóviles y juguetes. En estos campos, las 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 imperfecta 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 estas empresas. Tenemos un profundo conocimiento de esto en nuestros muchos años de servicios técnicos. Por un lado, varias empresas de moldes acogen con gran satisfacción la promoción de la tecnología de ingeniería inversa en sus propias 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 mi país, los técnicos de ingeniería solo conocen la tecnología de ingeniería inversa desde hace más de diez años o incluso unos pocos años. Aunque el tiempo es corto, las perspectivas de aplicación de la tecnología de ingeniería inversa siempre han sido una gran preocupación para el 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.
Software de ingeniería inversa
La implementación de ingeniería inversa requiere el soporte de 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 mejor calidad a través de una serie de operaciones de edición y transferir estos datos de curvas y superficies al CAD existente a través de formatos de datos estándar/sistemas CAM, donde el Se completa el modelado del producto final. 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 de 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. Estos software generalmente tienen diversas funciones. Por ejemplo, además del modelado geométrico de superficies, GeoMagic también puede manejar el modelado de datos de interfaz tomográfica representados por datos de CT y MRI, por lo que el software es bastante competitivo en el campo de las imágenes médicas.
Además, algunos programas de ingeniería inversa son parte de toda la serie de productos de software. Tanto el modelo de datos como el motor de geometría son consistentes con otros componentes de la serie de productos. La ventaja de esto es que el modelo generado por el software de ingeniería inversa. Se puede importar directamente al módulo CAD o CAM, para lograr una integración perfecta de los datos, el representante de este tipo de software es CopyCAD de DELCAM Company.
A continuación se muestran varios programas de ingeniería inversa conocidos.
El software de ingeniería inversa GeoMagic() de RainDrop tiene ricas herramientas de procesamiento de datos y puede construir rápidamente múltiples modelos de superficie continua basados en datos de medición. Las aplicaciones del software incluyen de todo, desde diseño industrial hasta simulación médica, y entre los usuarios se incluyen los principales fabricantes como General Motors y BMW.
El software de modelado de ingeniería inversa ImageWare() proporcionado por UG NX tiene potentes funciones de procesamiento de datos de medición, modelado de superficies y detección de errores. Puede procesar decenas de miles a millones de datos de nubes de puntos. La superficie CLASE A construida a partir de estos datos de nube de puntos tiene buena calidad y continuidad de la superficie. La función de verificación del modelo de ImageWare puede mostrar fácil y visualmente el error entre el modelo de superficie construido y los datos reales medidos, así como características geométricas como planitud y redondez. . tolerancia.
CopyCAD() CopyCAD es una de las series de productos CAD de la empresa británica DELCAM, que implica principalmente el modelado de superficies de datos de medición. Estos productos incluyen PowerSHAPE, PowerMILL, PowerINSPECT, ArtCAM, CopyCAD, PS-TEAM y muchos otros productos de software. Como parte de esta familia, CopyCAD se integra bien con otros software de la familia.
RapidForm() RapidForm es un software de ingeniería inversa desarrollado por INUS, una empresa coreana. Se utiliza principalmente para el modelado de superficies de datos de medición y escaneo, así como para el modelado de imágenes médicas basadas en datos de CT. También puede completar el modelado de mediciones y la generación de gráficos avanzados de obras de arte. RapidForm proporciona un conjunto completo de herramientas para la segmentación de modelos, generación y detección de superficies, y permite a los usuarios aprovechar fácilmente mallas de superficies construidas previamente y aplicarlas a un nuevo proceso de reconstrucción de modelos a escala.
La introducción anterior es un software de ingeniería inversa relativamente común. El software de ingeniería inversa comercializado que se puede ver en China es completamente extranjero. Aunque también hay investigaciones sobre software de ingeniería inversa en China, se concentran principalmente en unas pocas universidades. 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 estos estudios también han aparecido en forma de productos de software debido a la estabilidad y operatividad del sistema. , este software de investigación aún no se ha desarrollado. Tiene las condiciones para competir con el software comercial extranjero.
QuickForm es un software de ingeniería inversa desarrollado por profesionales en el campo de la ingeniería inversa nacional. Actualmente es uno de los mejores software de ingeniería inversa en China. El sistema utiliza un motor de geometría avanzada con buena estabilidad operativa y gran operatividad. Debido a 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 uso de los usuarios nacionales, que no están disponibles en software extranjero. Otra ventaja de QuickForm es su ventaja de precio. El precio de QuickForm es muy competitivo entre software similar. Al mismo tiempo, el uso de software nacional también apoya a las industrias manufactureras y de software nacionales.