逆向工程技术及其应用
逆向工程技术及应用
应用举例
１．逆向工程技术的应用 （1）读入点云数据。Surfacer 可以接收 几乎所有的三坐标测量数据，此外还可以 接收其它格式，例如：STL、VDA 等。 将点群资料计算成三角形网格，可判断点 群特征形状，利用网格的着色功能可观察 点群的外观。 （2）对点云数据进行判断，去除噪音点( 即测量误差点)。 在进行曲面拟合之前，要对数据点云进行 判断并去除噪声点，以保证结果的准确性 和精确性。Surfacer 有很多工具来对点 云进行判断并去掉噪音点，以保证结果的 准确性。通过可视化点云观察和判断，规 划如何创建曲面。
（Reverse Engineering）
逆向工程技术及应用
一、逆向工程概述
作为产品设计制造的一种手段,在20世纪 90年代初,逆向工程技术开始引起各国工业 界和学术界的高度重视。特别是随着现代计 算机技术及测试技术的发展，利用CAD/CAM 技术、先进制造技术来实现产品实物的逆向 工程，已成为CAD/CAM领域的一个研究热点， 并成为逆向工程技术应用的主要内容。
测量方法分类
数据提取方法
无损测量
破坏性测量
接触式
非接触式
探针测量
光
声
磁
ICT
断层扫描
外轮廓测量
内外结构测量
测量数据的定位（registration)
需要将多次测量的数据转换到同 一个坐标系中，形成同一坐标系下 的一个完整的测量数据及图像。可 将单张点云数据输入Atos软件，将 测得的单张点云数据拼接成整张点 云数据。
曲面重构时面临的困难:
（1）扫瞄数据庞大
数据点的处理，分块等
（2）复合曲面特征数据提取
一般而言，CAD模型是由许多不同的几何形状所组 合而成，而每一种几何形状皆有其特性（二次曲面 特征＆自由曲面特征提取）。
《2024年逆向工程技术的研究与工程应用》范文
《逆向工程技术的研究与工程应用》篇一一、引言逆向工程技术是一种通过分析已有产品或系统的性能、结构、功能等，以获取其设计原理、制造工艺、技术参数等关键信息的技术手段。
随着科技的不断进步和市场竞争的日益激烈，逆向工程技术越来越受到关注和重视。
本文将对逆向工程技术的研究现状和工程应用进行深入探讨。
二、逆向工程技术的概述逆向工程技术是相对于正向工程技术而言的。
正向工程主要是根据产品的需求、功能等进行设计和制造，而逆向工程则是从已有产品出发，通过对产品的反求分析，了解其内部结构、设计原理、制造工艺等关键信息。
逆向工程技术的应用领域非常广泛，包括机械制造、电子设备、航空航天、生物医学等领域。
三、逆向工程技术的关键环节逆向工程技术的实施主要包括以下几个关键环节：1. 样品获取：通过购买、租赁、借阅等方式获取目标产品或系统。
2. 样品分析：运用各种手段对样品进行拆解、检测、分析等操作，以获取其内部结构、设计原理、制造工艺等关键信息。
3. 数据处理：将样品分析得到的数据进行整理、加工和提取，以形成可供分析和研究的数据集。
4. 建模与仿真：根据处理后的数据，建立样品的模型或仿真系统，以更好地了解其性能和特点。
5. 技术重现：在建模与仿真的基础上，重新设计和制造类似的产品或系统。
四、逆向工程技术的优点和挑战逆向工程技术的优点在于能够快速获取已有产品的关键信息，为新产品的设计和制造提供有力支持。
此外，逆向工程技术还可以帮助企业实现技术引进和消化吸收，提高企业的技术水平和创新能力。
然而，逆向工程技术也面临着一些挑战。
首先，样品分析需要专业的技术和设备支持，对操作人员的技能要求较高。
其次，由于不同产品的设计和制造工艺存在差异，逆向工程技术的应用需要针对具体情况进行具体分析。
最后，逆向工程技术的实施需要遵守相关法律法规和知识产权保护规定。
五、逆向工程技术在工程应用中的实例分析以汽车行业为例，逆向工程技术被广泛应用于汽车设计和制造过程中。
逆向工程技术与应用
逆向工程技术与应用
逆向工程是指通过对已有的产品、系统或者软件进行反向分析和研究，从中获取有价
值的信息和技术知识的过程。
逆向工程技术广泛应用于许多领域，如软件开发、信息安全、产品设计等，并在促进创新和提高产品竞争力方面发挥重要作用。
逆向工程技术可以帮助人们理解和研究已有产品的工作原理和设计思路。
通过逆向工程，人们可以分析产品的硬件结构、软件算法、功能实现等方面的细节，从而为自己的产
品设计和创新提供借鉴和启发。
逆向工程也可以帮助人们发现已有产品的缺陷和漏洞，并
加以修复，提高产品的质量和稳定性。
逆向工程在软件开发领域尤为重要。
通过对已有软件的逆向分析，人们可以了解软件
的结构和实现原理，从而在开发新软件时提高效率和减少错误。
逆向工程还可以帮助人们
破解和绕过已有软件的保护机制，以分析软件的安全性并提出改善措施，保护用户的信息
和隐私。
逆向工程技术在信息安全领域也得到广泛应用。
通过对恶意软件、病毒等的逆向分析，可以了解其传播方式、攻击方法和防御机制，从而提供有效的保护和防御措施。
逆向工程
还可以帮助人们发现软件和系统的漏洞和弱点，以便加以修复和加固，提高系统的安全性
和可靠性。
逆向工程技术和应用在现代社会中扮演着重要的角色。
它帮助人们理解已有产品的工
作原理和设计思路，加快新产品的开发过程；它帮助提高软件和系统的安全性，保护信息
和隐私；它帮助产品设计和改进，增强竞争力和市场份额。
逆向工程技术的不断发展和应
用将为科技创新和社会发展提供更多的机会和可能性。
逆向工程技术的研究与工程应用
逆向工程技术的研究与工程应用一、引言逆向工程技术是一种通过对已有对象进行解析和推导，以获取其设计原理、功能特性以及制造工艺等信息的方法。
该技术广泛应用于多个领域，包括制造业、工程设计、安全评估以及产品维修等方面。
本文将重点探讨逆向工程技术的研究进展和工程应用，并探讨其对相关领域的影响和前景。
二、逆向工程技术的研究进展逆向工程技术的研究主要包括几个方面的内容：扫描和建模、数据处理和分析、逆向设计和制造等。
其中，扫描和建模是逆向工程的基础。
通过光学扫描、计算机断层扫描（CT）、三维激光扫描等技术，可以将实物对象转化为数字化的数据。
在这一基础上，通过数据处理和分析，如点云数据处理、曲面重建、数据拟合等操作，可以进一步提取对象的几何形状、曲面参数、尺寸和位置等信息。
逆向设计和制造是逆向工程技术的核心内容之一。
通过对已有对象的分析和推导，可以了解其设计原理和技术要求。
在此基础上，可以进行产品改进、优化设计、设计验证等工作。
逆向工程技术还可以应用于制造过程的优化和控制。
通过对产品的逆向分析，可以获得其制造工艺和工艺参数等重要信息，从而实现制造过程的优化和控制。
逆向工程技术的研究还包括逆向工程软件开发、算法改进和数据分析等方面。
随着计算机技术和数学建模方法的不断发展，逆向工程技术在数据处理和算法改进方面取得了很大进展。
逆向工程软件的开发和应用也得到了广泛的关注和应用。
三、逆向工程技术在制造业中的应用逆向工程技术在制造业中有着广泛的应用。
首先，逆向工程技术可以帮助企业进行竞争对手产品的分析和评估。
通过对竞争对手产品的逆向分析，企业可以了解其产品设计、工艺和性能等信息，为自身产品的优化和升级提供参考。
其次，逆向工程技术可以帮助企业改进和优化现有产品的设计和制造过程。
通过对现有产品的逆向分析，可以发现产品的设计缺陷、制造工艺的不足等问题，并提出相应的改进措施。
再者，逆向工程技术还可以帮助企业进行产品的快速开发和模型制造。
逆向工程技术及应用
总之，通过试验，要客观捕捉和反映原机的 真实面貌，总结其优点和不足。对有些样机， 不仅要作台架试验，必要时还要作野外行走 试验。
1．2 测绘中的几项关键 ．
(1)尺寸、精度问题。 (2)曲线和曲面拟合问题。 (3)无损检测问题。 (4)测绘后对关键问题的分析和反设计问题。
(1)尺寸、精度问题
一般样机都要经出厂磨合试验和性能试验， 这样，其尺寸、形状、表面等精度会有变化， 要反求其公差和表面精度；
(2)利用特殊材料对反求样品进行复制
利用环氧树脂类材料熔化后涂在样件表面， 冷却后即变成样件制造的阴模，直接生成样 件，不经过表面数字化过程。但这仅仅是复 制，未进行技术性的反求。
3. 影像逆向
无实物，无技术软件，仅有产品相片、图片、广告 介绍、参观印象和影视画面等，要从其中去构思、 想象来逆向，称为影像逆向，这是逆向对象中难度 最大的。影像逆向本身就是创新过程。目前还未形 成成熟的技术。一般要利用透视变换和透视投 影．形成不同透视图，从外形、尺寸、比例和专业 知识，去琢磨其功能和性能，进而分析其内部可能 的结构。
(4)测绘后对关键问题的分析和反设计问题 测绘完后要完整变成图纸，需各种标注和 根据对零件工作特性提出技术要求；特殊的 形状曲线 (例如高次方凸轮轮廓、各种过渡曲 线等)应通过优化设计反求其科学依据；箱体 等结构复杂件应采用有限元法去反求其强度 和刚度等。
测绘后的反求是试验反求后的进一步深化， 能否消化、摸底，提出改进挖潜和再创造的 途径，是这阶段的关键，有众多内容要做， 而且不同对象尚有其特殊个性，这里仅列出 机械产品中的一些问题。
往往拟制作的产品没有原始设计图档，而是委 托单位交付一件样品或模型，工程人员没法得到准 确的尺寸，制造模具就更为烦杂。 传统的复制方法是用立体雕刻机或液压三次元 靠模铣床制作出一比一成等比例的模具，再进行量 产。 这种方法属称类比式（Analog type）复制，无 法建立工件尺寸图档，也无法做任何的外形修改.
逆向工程技术的内容及其应用范围
一、逆向工程技术的内容及其应用范围随着计算机技术的发展，CAD技术已成为产品设计人员进行研究开发的重要工具，其中的三维造型技术已被制造业广泛应用于产品及模具设计、方案评审、自动化加工制造及管理维护各个方面。
在实际开发制造过程中，设计人员接收的技术资料可能是各种数据类型的三维模型，但很多时候，却是从上游厂家得到产品的实物模型。
设计人员需要通过一定的途径，将这些实物信息转化为CAD模型，这就应用到了逆向工程技术(Reverse Engineering)。
所谓逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD模型的过程。
逆向工程技术与传统的正向设计存在很大差别。
传统的产品设计一般需要经过图1所示的设计过程。
而逆向工程则是从产品原型出发，进而获取产品的三维数字模型，使得能够进一步利用CAD/ACE/CAM以及CIMS等先进技术对其进行处理。
它的设计流程如图2所示，与图1的不同之处在于设计的起点不同，相应的设计自由度和设计要求也不相同。
一般来说，产品逆向工程包括形状反求、工艺反求和材料反求等几个方面，在工业领域的实际应用中，主要包括以下几个内容：(1)新零件的设计，主要用于产品的改型或彷型设计。
(2)已有零件的复制，再现原产品的设计意图。
(3)损坏或磨损零件的还原。
(4)数字化模型的检测，例如检验产品的变形分析、焊接质量等，以及进行模型的比较。
逆向工程技术为快速设计和制造提供了很好的技术支持，它已经成为制造业信息传递的重要而简洁途径之一。
二、逆向工程技术实施的条件1.逆向工程技术实施的硬件条件在逆向工程技术设计时，需要从设计对象中提取三维数据信息。
检测设备的发展为产品三维信息的获取提供了硬件条件。
目前，国内厂家使用较多的有英国、意大利、德国、日本等国家生产的三坐标测量机和三维扫描仪。
就测头结构原理来说，可分为接触式和非接触式两种，其中，接触式测头又可分为硬测头和软测头两种，这种测头与被测头物体直接接触，获取数据信息。
逆向工程技术的应用与研究
逆向工程技术的应用与研究一、绪论逆向工程技术是指对现有的、已经成型的某一种器件或系统进行解剖、研究和分析，以便了解其构造和工作原理的技术方法。
近年来，随着信息技术的飞速发展，逆向工程技术在各领域的应用越来越广泛，逆向工程的研究也逐步深入，成为当今领域研究的热点。
二、逆向工程技术的分类逆向工程技术较为复杂，依据其应用范围和技术手段的不同，可将其分类为以下几类：1.鼠标逆向工程技术鼠标逆向工程技术是指逆向工程技术在计算机鼠标方面的应用。
通过对鼠标进行分析和研究，可以掌握它们的核心技术和构造原理，并得到更好的产品设计。
2.汽车逆向工程技术汽车逆向工程技术是指对现有汽车进行分析和研究，以分析汽车的结构、功能、参数等信息并进行再设计，进而实现自主研发、生产。
3.电子产品逆向工程技术电子产品逆向工程技术是指对电子产品进行分析和研究，以揭示其制造工艺和传感装置原理，为产品的再设计提供机会。
4.生物逆向工程技术生物逆向工程技术是指通过对生命体细胞和生命过程进行研究，以推理细胞结构和生命机制，进而实现纳米操作和组织薄膜化。
三、逆向工程技术的研究与应用逆向工程技术的推广和应用对科技创新、产业升级具有重要意义，以下从几个角度分析其研究与应用：1. 逆向分析软件的研究逆向分析软件是逆向工程技术的重要组成部分，通过对软件的进行反编译，可以揭示出程序的原始码、数据空间以及函数之间的关系等信息。
2. 制造业中的逆向工程技术在制造业中，逆向工程技术常常应用于产品的设计和改进。
通过分装原有产品的结构和功能，可以分析出在成本、质量、性能方面的优缺点，根据分析结果再重新设计，进而实现自主研发和提高可靠性。
3. 外观设计中的逆向工程技术在外观设计方面，逆向工程技术也发挥着重要作用。
通过对已有外观设计进行逆向反推，可以更好地理解设计者的构思和美学思想，实现更好地翻新。
四、逆向工程技术的前景与困境尽管逆向工程技术已经发展了很多年，但领域内的研究和探索仍然存在不少困境，例如：1.数据安全问题在逆向工程技术的研究和应用中，有不可避免的数据安全问题。
逆向工程技术及其在模具设计制造中的应用分析
逆向工程技术及其在模具设计制造中的应用分析1. 引言1.1 介绍逆向工程技术及其在模具设计制造中的重要性逆向工程技术是一种通过反向分析、扫描、建模和制造的技术手段，可以将已有的物体或产品进行数字化重建。
在模具设计制造领域，逆向工程技术扮演着至关重要的角色。
逆向工程技术可以帮助设计师快速获取并理解产品的实际形状和结构，节省研发时间，提高设计效率。
逆向工程技术可以对现有模具进行快速反馈和修正，从而提高模具设计的准确性和稳定性。
逆向工程技术还可以帮助制造商在产品更新换代时快速复制原有模具，降低生产成本，提高生产效率。
2. 正文2.1 逆向工程技术的基本原理逆向工程技术的基本原理是通过对已有的物体或产品进行扫描、测量和分析，以获取其几何形状、结构、材料属性等信息，然后使用这些信息进行数字化建模、设计和制造新的产品或进行产品改进。
逆向工程技术通常包括以下几个步骤：1. 数据采集：通过3D扫描、光学测量、摄影测量等手段获取物体的表面形状和结构信息，也可以通过X射线、CT扫描等技术获取内部结构信息。
2. 数据处理：将采集到的数据进行处理和分析，包括数据清理、数据配准、建模等步骤。
通常需要使用CAD软件进行数据处理和建模。
3. 数字化建模：根据采集到的数据，进行三维数字化建模，生成几何模型、工程图纸等设计数据。
4. 设计与仿真：基于数字化建模数据进行产品设计、工艺设计、性能分析、模具设计等工作，可以使用CAD/CAM软件进行设计和仿真。
5. 制造与验证：基于数字化设计数据，进行数控加工、3D打印、快速成型等制造过程，然后进行产品验证和测试。
逆向工程技术的基本原理就是通过数据采集、处理、建模和制造来实现对现有产品的重建和改进，从而实现产品设计与制造的快速和灵活性。
逆向工程技术的发展对模具设计制造领域具有重要的意义和应用价值。
2.2 逆向工程技术在模具设计中的具体应用1. 借助逆向工程技术，可以快速获取现有模具的设计数据，包括尺寸、形状、结构等信息。
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去除杂点
数据拼合
数据细分及精简
去除噪声
受扫描设备和环境因素的影响，扫描以后得到的点云 会存在大量的噪声点，这些噪声点会干扰我们后继工 作的展开，所以在进行曲面重构之前要把这些噪声点 去除。
噪声就是表面高频小凸起等 细小结构。
去除噪声也称为 网格光顺
网格光顺技术
新的网格点等于邻域点的平均坐标值，循环递归可以有效去 除噪声，改善网格三角片形状，且不会改变模型拓扑。
精选课件
5
1、什么是逆向工程
逆向工程 (Reverse Engineering）以设计方法学为指 导，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用各种 专业人员的工程设计经验、知识和创新思维，对已有 产品进行解剖、深化和再创造，这就是逆向工程的含 义。可以说，逆向设计是对已有设计的再设计，其中 再创造是逆向设计的灵魂。
13
测量方法的比较
优点 • 不必作半径补偿，因为激光光点位置就是工件表面的位置。
• 测量数度非常快，不必像接触式探头那样逐点进出测量。
• 软工件、薄工件、不可接触的高精密工件可直接测量。 缺点 • 测量精度较差，因接触式探头大多使用光敏位置探测器来检测光点位
置，目前其精度仍不够。
• 因非接触式探头大多是接收工件表面的反射光或折射光，易受工件 表 面反射特性的影响，如颜色、曲率等。
• 球形的探头易因接触力造成磨损，为了维持测量精度，需要经常校正探 头的直径，不当的操作还会损坏工件表面和探头。
• 测量数度较慢，对于工件表面的内形检测受到触发探头直径的限制。
• 对三维曲面的测量，探头测量到的点是探头的球心位置，欲求得物体真 实外型需要对探头半径进行补偿，因而可能引入修正误差。
精选接课件触式测量
在实际操作中，用一定的测量手段对实物或模型 进行测量,根据测量数据通过三维几何建模方法重构实 物的CAD模型的过程，是一个从样品生成产品数字化 信息模型，并在此基础上进行产品设计开发及生产的 全过程。
精选课件
6
1、什么是逆向工程
正向工程是泛指按常规的从概念(草图)设计到具体模型
设计再到成品的生产制造过程。逆向工程常指从现有 模型(产品样件、实物模型等)经过一定的手段转化为概 念模型和工程设计模型乃至成品的过程。
网格光顺技术
缺点：邻域点权值均等，与实际不符。 导致过渡光顺，模型尖边特征也会 模糊……
网格光顺技术
改进：修改邻域权值 ，i 可有效光顺模型，同时保留特征。
然而，如何确定权值是难点，此外，噪声和小的尖特征也难 以区别……
i
从左至右精：选课原件始模型，噪声模型，光顺模型 21
数据拼合
受激光扫描仪的限制，很多零件是不能一次就采集 全所有数据的，多次扫描后每块于声学
结构化光照法
基于磁学
图像分析法
测量设备
接触式测量
非接触式测
精选课件
量
11
数字获取方法
测量方法的比较
优点 • 接触式探头发展已有几十年，其机械结构和电子系统已相当成熟，故有 较高的准确性和可靠性。
缺点
• 接触式测量探头直接接触工作表面，与工件表面的反射特性、颜色及曲 率关系不大。
• 为了确定测量基准点而使用特殊的夹具，不同形状的产品可能会要求不 同的夹具，因此导致测量费用较高。
概念设计
a)正向工程 详细设计 CAD数模
模具
成品
b)逆向工程
实物样件 数据获取 CAD数模 模具 成品
2、逆向工程流程
实物样 件
数字化测量 量
二维图样、 技术文档
仿制改制 产品
CAD 模 型 重构
快速成型 RP
产品样本 件
CAD/CAE 系统
CAM系统
模具
新产品
逆向工程流程
精选课件
P D M 系 统
20世纪80年代初分别由美国3M公司、日本名 古屋工业研究所以及美国UVP公司提出。
精选课件
4
1、什么是逆向工程
逆向工程发展至今，已经成为世界各国在发展经 济中不可缺少的手段和重要策略之一。
据统计，各国70%以上的技术源于国外，逆向工 程作为掌握、改进和发展技术的一种手段，可使产品 研制周期缩短40%以上，从而极大地提高了生产率。 逆向工程的实际应用为许多企业的发展带来了生机， 进而为创新设计和各种新产品开发奠定了良好基础。
逆向工程技术及其应用
一、逆向工程技术
1、什么是逆向工程 2、逆向工程流程 3、逆向工程软件介绍 4、产品制造技术介绍 5、逆向工程应用 6、逆向工程技术发展展望
精选课件
2
1、什么是逆向工程
20世纪60 年代，日本为了恢复和振兴经济，提 出科技兴国和大力发展制造业的方针：“一代引进， 二代国产化，三代改进出口，四代占领国际市场”， 并对机床、汽车、电子、光学设备和家电等行业的发 展给予优惠政策。
8
2、逆向工程流程
实物样件
简单流程图
数据采集 数据预处理 曲面重构
2.1数据采集
数据采集是逆向工程建模的第一步，它是用一定的设 备对实物进行测量来获取实物的表面数据(有时也包括 内部数据)。测量的方法有很多，如图所示：
接触式
三坐标测量仪 三角几何测量法
测
机械手
干涉法
量
设
基于光学
光速测距法
备 非接触式
• 非接触式测量只做工件轮廓坐标点的大量取样，对边线处理、凹孔处 理以及不连续形状的处理较困难。
非接触式测量
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14
数据格式
模型重建方法：等值面抽取(MC)算 法、径向基函数(RBF)算法及德洛 内三角化(DT)等
… …
3D重建流程
精选课件
16
2.2 数据预处理
在数据采集阶段，几乎所有的测量方式、测量系统在 测量过程中都不可避免地存在误差。对于大型或复杂 的零件我们也不得不进行多次扫描。这样就需要对采 集后的数据进行拼合处理。由光学方法得到的极为密 集的测量数据称为“点云”，对于点云我们也要做必 要的精简处理。数据的预处理是十分必要的。对于点 云的预处理主要包括以下几个方面：
日本政府和企业普遍认为对别国先进产品和先进 技术的引进、消化、吸收、改进和挖潜，是自身发展 的一条捷径。观点很快被事实验证，由此引发了逆向 设计（Reverse Design）的概念。
精选课件
3
1、什么是逆向工程
明确提出逆向工程（Reverse Engineering）这 个术语并作为一门学问和实用技术进行系统研究则 是近30年的事情。