逆向工程取得了巨大的飞跃

阿灵顿，弗吉尼亚州 - 恐龙。大猩猩的进化。奥运滑雪板头盔。海军野猫滑轮。机器部件。所有这些都有什么共同之处?逆向工程 - 向后工程以构建CAD模型的过程，几何上与原始模型相同。对于所有这些项目，工程师对结构表面的点进行电子测量，并将数据输入CAD软件，将信息转换为光滑的表面模型。Atlantic Design&Manufacturing是东海岸领先的设计工程师贸易展，提供最新的3D打印，自动化和CAD / CAM软件，包括FedEx，GE Appliances，Procter&Gamble以及其他数百种软件。虽然逆向工程的概念并不新鲜，但计算机和软件的进步使其成为一种强大的工具。该技术对于非平面或曲面非常有用。可以以数字精度复制复杂的机器部件。并迅速完成。

美国海军聘请了海军建筑和海洋工程公司Advanced Marine Enterprises，Inc。(AME)就如何修复故障的野猫提出建议。高级船舶工程师只有五天的时间窗口，可以从活跃的海军舰船上捕捉港口和右舷侧锚处理系统的确切物理几何形状。该系统包括两个5英尺直径的野猫，链轮与锚链啮合。为了准确，快速地对野猫进行建模，该公司转向逆向工程和HighRes Inc.(LaJolla，CA)，这是一家专注于逆向工程软件的动态软件公司。

HighRes Inc.总裁Braxton Carter使用Baystate Technologies(马萨诸塞州马尔堡)的Cadkey接口开发了基于C ++的软件。虽然最初定于“妈妈和流行”组织，入门级价格为2,995美元，但HighRes现在处理几个备受瞩目的工作。在迪士尼的设计大厅里，卡特为迪士尼最新的主题公园明日世界数字化了恐龙化石。在马达加斯加的丛林中，卡特训练了一支来自马萨诸塞大学(阿默斯特)的团队，将大猩猩头骨数字化，以确定基于骨骼模型​​的动物进化。现在，美国海军。

LSD49上的锚链从链式储物柜开始，在甲板垫上，围绕动力野猫环绕约180度的包裹，最后通过另一组支撑向下锚定。每个链条由3英寸直径的棒料制成，长18英寸，重90磅，应平放在野猫(牙齿)的口袋中。在这种情况下，船的左舷椅的链节有时会骑在小崽的脸上，而不是坐在口袋中，这会导致锚不受控制地坠落的危险。

野猫的制造公差不允许与任何标称的3英寸链条一起使用。制造商通过切削，研磨，气流切割和/或构建焊接包层来修整每个野猫以适合工厂中的特定链样品。在港口一侧的野猫进行了五年生活的几次梳理并没有消除这个问题。

输入HighRes。配备3DLX 5轴坐标测量机(CMM)和HighRes STUDIO软件的Carter开始工作。“我需要创建几何IGES 128表面数据格式，”卡特说。

卡特只有五天才开始进行导弹试验。最初，他采取切片数据测量。“如果我继续这样做，我最终会得到一个严格的模型，”他说。相反，他使用了一系列曲线和网格算法技术。卡特画了表面周围的主要和次要线。“它看起来像一个井字棋盘，”他说。HighRes的独特优势在于它可以移动自由形式。该方法在表面上提供点的x，y和z坐标，公差为0.012英寸。

为了配合IGES表面模型，使用FastNURBs软件在Flashcut NC的Micro CNC铣床上加工微型蜡原型。加工微型零件允许卡特通过握住手中的实际物理部件来验证表面数据。卡特说：“桌面工程工具现在可以提供经济高效的集成工具，用于零件验证。”

当卡特数字化时，AME的Peter Herrman和Jerry Miller以及海军的John Coon使用粉笔线梅花和卷尺进行手动3D测量。他们测量了相对于野猫的hawse管道甲板垫板和链管垫板位置以及链条接触区域中的hawse和链管垫板表面的轮廓。

Miller使用这些测量值在IntergraphT环境中创建3D模型。当与野猫模型和链的参数模型结合使用时，AME工程师可以评估装配和对齐问题。

虚拟仿真。AME部门负责人Brian Bergmann解释说：“CAD模型不仅允许进行静态拟合测试，而且还导出到3D机械系统仿真代码ADAMST。由于骑行问题最初在更高的野猫身上加剧由于速度和链条张力，AME提出了一个动态模拟，以便更好地理解重要变量。计划是使用该模型建立信任，即在切割钢材之前推荐的改造是有效的。“

AME仿真工程师Michael Bizier选择了最佳代码和方法，用于对链节，支撑架和野猫的复杂表面之间的接触进行建模。他说，“我们从CAD模型中导入了组件的几何图形，并将所有内容设置为交互。”他们模拟了表面接触法向力以及静摩擦和动摩擦力。比赛说，这种接触问题的规模超出了AME或ADAMS开发商Mechanical Dynamics公司以前所提出的要求。“[So]我们购买了一个Contact Dynamics Toolkit来补充ADAMS代码，并咨询了MDI的联系动力学专家Sam MacDonald。”最终，Bizier能够施加拉力来表示链条和锚重量，然后在计算机屏幕上旋转野猫。

Bergmann说公司希望这项技术能够成功。“也许未来，计算机模型将取代当前构建锚，链，野猫，链锁和支撑架的工作物理模型的做法，可能会大大节省成本。”

在撰写文章时，模拟和最终报告尚未完成。

从提案到建议解决方案的周转时间大约为四个月。用逆向工程和HighRes绘制野猫的映射是这项任务的重要部分。“我们考虑了其他方法，如激光扫描和摄影测量，以获得表面模型，但机械臂数字化方法被发现更适合这种应用，”Bergmann说。

他补充说，最终目标是在计算机屏幕上设计和测试修改，而不是通过全尺寸硬件的反复试验，从而节省大量时间和成本。