逆向軟體 Imageware

  • Imageware 介紹

    Imageware 是SIEMENS PLM一種模塊化產品,它開創了自由曲面造型技術的新天地,它為產品設計的每一個階段——從早期的概念到生產出符合產品質量的表面,直到對後續工程和製造所需的全3D零件進行檢測,都提供了一個獨一無二的而又綜合的進行3D造型和檢測的方法。使用戶在最短的時間內,設計、精確地構造和完全地檢測高質量的自由曲面產品。

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    它強調的是四種關鍵功能:高級表面處理、多邊形建模、逆向工程和三維檢查:

    Imageware點處理包括的工具主要用於採集和測量點數據的評估並進行巧妙的處理。這個Imageware可接受來自幾乎所有的光學(照相)掃描儀、三坐標測量(CMM)系統、激光掃描儀、X射線掃描儀和有限元分析(FEA)結果的數據,對點的數量或文件的大小沒有限制。對點數據的處理是逆向工程或者檢測的首要任務,用戶可以從眾多的工具中完全自由地選擇對測量數據進行檢測、修改和清理。

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    Imageware曲面為複雜自由曲面形狀的設計提供了一系列強有力的曲線和曲面創建編輯的功能,它包括了曲面生成的主要命令,如掃掠、放樣,以及其它CAD產品中所沒有的用於複雜形狀開發的功能。

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    Imageware多邊形造型模塊主要針對產品概念設計和為格形和三角面數據的操作提供了一套工具,它能夠使用立體印刷數據(SLA)、有限元分析(FEA)或VRML數據進行工作。為了最初的可行性研究,用戶可以向後續應用提供直接的輸入。多邊形造型模塊是理想的快速封裝分析工具,它能夠顯著地縮短現有過程中進行Nurb曲面逆向所需的較長的研制週期。

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    Imageware檢測針對的是複雜數字形狀的測量和3D檢測,它為被測量的物理組件與名義CAD數據之間的比較提供了多功能的、易用的3D數據分析。 Imageware評估包括了一系列的工具,可對整個產品質量從視覺和數學方面進行評估。高效的連續性管理工具保持了幾何體之間的位置、相切和曲率關係,同時偏差檢查工具還可評估它們之間的精確誤差,在保持自然的、賦予創造性的流程的同時消除了乏味的手工工作。

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  • Imageware與逆向工程

    逆向工程是指與傳統的設計製造流程相反,而是經由量測設備量測工件成品,進而產生座標點資料,再建立工程CAD 資料與原型(Prototype) 的一種工程程序。3D CAD/CAM 軟體的興起,讓台灣的產業在設計、技術、製造速度上,提升了很多,跳脫以往2D 工作圖的思維模式,及製造上的盲點,但是在產品設計開發上仍有許多是正向設計所無法達成的。例如特殊造型、自由曲面造型等,以某些產品來說如汽車外觀曲面、車燈Free Form反射曲面或是造型設計師以手工製作的特殊造型,礙於CAD 軟體的限制,皆無法符合造型設計師的設計理念。或是原型設計完成後,需要完整複製外型成電腦資料。這時便需要以量測設備將外型資料量測成為數位點資料,進行逆向工程建構。逆向工程已經漸漸成為現今產品開發的主流工具,基於以下因素我們深信,逆向工程仍然是往後新產品開發所必備的一項工具。

    • 產品設計方式的差異
    • 產品設計走向自由曲面造型
    • 正向設計資料取得不易
    • 檢驗正向設計結果

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  • Imageware工作流程步驟

    201110281431234019 1. 匯入量測資料 匯入量測掃描座標點資料。

    201110281431339371 2. 分割點群資料 依照區塊範圍分割點資料。

    201110281431498598 3. 建立曲面 建立造型曲面在點資料上。

    201110281432079066 4. 誤差比對 進行誤差比對作為曲面調整的依據。

    201110281432198192 5. 動態品質控制 進行即時動態誤差調整與形狀品質控制。

    201110281432322495 6. 逐一建構曲面 依循上述程序將所有區塊範圍造型曲面逐一建立。

    201110281432449150 7. 產生特徵 將造型曲面間的特徵建立。

    201110281432581875 8. 修剪曲面 依循特徵邊界將造型曲面作修剪。

    201110281433097952 9. 逆向建構完成 最後完成整件工件3D-CAD的建構。

  • Imageware 當今公認最好的逆向開發軟體

    UGS 這家大型軟體開發公司的前身,最早是在 1963 年於Torrance ,CA,USA 由一家名為 United Computing 的公司開始,演變發展到 1973 年時發表了 UG 這套產品。時至今日,經過了數次的合併、收購,軟體開發的策略、發展,成為目前市上涉足範圍廣度與深度兼具的大型高端軟體開發商之一。 優異的點群資料處理技術及先進的自由造型曲面編修功能,從〝概念設計〞到〝高品質三維曲面模型〞,提供您一個功能強大、操作容易的三維高階造型曲面系統。

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    1. 直覺親和的高效使用環境

    藉由指令圖形化、自訂工具列…等措施,縮短培訓曲線、提升工作效率。

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    2. 豐富強大的點群處理能力

    支援所有點群格式,以及完善的點群編輯工具。

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    3. 彈性的曲線曲面建構工具

    可以快速曲面還原建構,更可以適應複雜的建構條件環境。

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    4. 即時動態的編輯輔助系統

    即時動態變化呈現編修效果,得以在第一時間修正,縮短開發時間。

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    5. 即時的曲面品質診斷工具

    可以運用各式品質診斷工具,確保最終曲面模型符合預期的目標。

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    6. CLASS A高品質曲面建構

    藉著豐富強大的比對分析與編修功能,將曲面品質提升到最高規格。

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    7. CAI電腦輔助檢測功能

    以數位比對檢驗方式,將研發與品管作業帶入一個全新的境界。

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  • Imageware案例展示

    01 消費電子產品

    消費性電子產品外型開發 3C。

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    02 汽車相關產品

    汽機車相關零組件產品開發 Motor。

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    03 運動、玩具產品

    運動、玩具相關產品外觀造型逆向開發 Sport Toy。

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    04 零組件產品

    所有產品零件開發,外觀造型開發,流體產品開發,人體(人因)工學產品開發。

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  • Imageware Q&A

    Q:什麼是逆向工程?
    A: 舉凡以既有物品模型做為尺寸外形等數據來源,進而執行產品開發的程序,皆稱為逆向開發工程。一般開發程序均先定義好尺寸與外型的數據,再依據這些數據建模 開發,其流程為:原生數據定義→建模開發→產品製成。而逆向工程的流程則為:物品模型→定義數據→建模開發→產品製程,由此可知兩者之不同。

    Q:什麼時候需要用到逆向工程?
    A:其實在我們生活週遭到處街有藉由逆向工程所產製的產品,例如滿街奔馳的汽機車外觀造型;還有現在你手上這握著的滑鼠,都是經由逆向工程所開發的產品。所以當我們有以下的需求時,就可以將逆向工程納入開發的程序內。 a.產品設計方式的差異 現今設計師往往會先以手工製作模型,如此需要逆向工程將實體模型轉換成電腦數位模型,以利後續的工作。 b.產品設計走向自由曲面造型 目前,產品的外觀造型也成為消費者考量的重要因素,但外觀造型若用傳統程序無法將設計師的理念完整的表達出來,因此需要運用逆向工程的工具來達到設計師的要求。 c.正向設計資料取得不易 基於商業機密,原廠只提供產品樣品給廠商,如此就需要經由逆向工程的工具將原始CAD資料還原出來,因此一家廠商逆向工程的能力無形之中也是獲得訂單的一項利器。

    Q:哪些產業需要/可以導入逆向工程?
    A:.消費性電子產品 b.一般消費性產品 c.汽機車零組件 d.運動器材 e.藝術、玩具產品 f.流體相關產品 g.人體工學相關

    Q:使用逆向工程的益處。
    A:3D CAD/CAM軟體的興起,讓台灣的產業在設計、技術、製造速度上,提升了很多,跳脫以往2D 工作圖的思維模式,及製造上的盲點,但是在產品設計開發上仍有許多是正向設計所無法達成的。例如特殊造型、自由曲面造型等,以某些產品來說如汽車外觀曲 面、車燈光源反射曲面或是造型設計師以手工製作的特殊造型,礙於CAD軟體的限制,皆無法符合造型設計師的設計理念。或是原型設計完成後,需要完整複製外 型成電腦資料。這時便需要以量測設備將外型資料量測成為數位點資料,進行逆向工程建構。

    Q:如何執行逆向工程?
    A:我們可以由逆向工程來看,首先需要將現實中的物品模型轉換成電腦裡的數位資料,該程序將藉由高效先進的三維掃描設 備ATOS或其他相似設備,取得與物品模型外觀一致的三維座標點群資料,該資料將提供物品模型完整的尺寸與外形參考數據。緊接著將該取得的資料導入逆向工 程專業軟體Imageware中,依據參考數據建立模型。利用建立的模型CAD進行拆模、模具設計等後續工程,最終產品生產製成。

    Q:Imageware這套軟體的背景?
    A:這套軟體一開始發展即將自己定位為逆向工程專業軟體,心無旁鶩的發展,而後被SDRC公司相中併入,成為I- DEAS軟體的一份子,接著SDRC併入UG公司旗下,Imageware隨著成為UG軟體的一份子,而隨著UG輾轉發展,現今成為SIEMENS國際集 團旗下軟體公司的軟體。由此可以了解這套軟體的發展實力了。

    Q:Imageware這套軟體的用途?
    A:Imageware是世界知名的專業逆向工程軟體,廣泛而言它也是CAD(Computer-Aided Design)軟體,所以其主要用途即為建立3D CAD模型,不過與其他所周知的CAD軟體仍有本質上的不同。為了有利於逆向工程開發環境需求,採取的不是實體架構而是曲面架構,優點是物件關聯性少操作 靈活彈性。尺寸外形等數據隱含於點資料中,利用軟體內提供豐富的點線面操作功能,將建構的曲面貼近點資料即可取得並吻合尺寸與外型的數據。逐一的將外觀曲 面建立起來,即可完成CAD模型建構,隨後輸出相關CAD/CAM軟體通用格式的檔案,即可執行後續開發工作。

    Q:當點資料數量龐大時,是否容易造成系統不穩?
    A:關於這點請不用擔心,軟體內建獨家的OEP技術,連家用電腦也能輕鬆執行與操作。其技術關鍵在於將大到上千萬的三維座標點的資料視為單一物件來處理,巨幅的降低電腦系統的負載,進而順利開啟與操作軟體。

    Q:Imageware如何處理建模案件?
    A: a.導入三維掃描設備得出的掃描點群資料 b.將資料定位正確位置 c.已區域劃分方式裁切分割點群資料 d.於局部資料上建立曲面 e.比對曲面到點資料的誤差狀態 f.調整曲面以貼近位置與外形 g.重複的將所有局部資料操作d.e.f.三步驟 h.將各個曲面相互結合(倒角、相交、搭接) i.將曲面做適當修剪以符合造型輪廓 j.最後完成整個CAD模型的建構

    Q:做好的CAD模型,如何知道製作的品質與精度?
    A: Imageware知道逆向工程的建模依據來自於掃描資料,因此有完備的品質與精度的驗證功能,而這些功能更不同於一般CAD軟體將檢測分析功能獨立於特 定模式下,它將檢測分析功能完全的融合在建模操作功能中,達到其他軟體無法做到的互動模式,我們稱之為即時動態輔助編輯與檢測系統,在此狀態下我們不只看 到尺寸偏差與建模品質的好壞,更重要的是我們能以所見即所得的快速回饋顯示方式,將CAD調整到更高品質、更精準尺寸的狀態。

    Q:這套軟體可以做到多好的品質程度?
    A: Imageware這套軟體可以支援到最高的A級曲面的建構需求。 所謂A級曲面是由汽車廠發展出的辭彙,目的是要定義汽車外觀板金的品質狀態,區分為邊界品質與外觀品質兩部份,需皆達成要求數值以上才能稱為A級曲面。 軟體提供邊界連續性檢測功能輔以邊界連續性調整功能來達成邊界曲率連續的要求,以光影反應分析、曲面曲率分析等功能輔以控制點編輯功能來達成外觀光滑流暢的要求。上述的所有操作少不了的,都有即時動態輔助編輯與檢測系統來幫助我們操作調整與品質判斷。


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