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教你学会汽车车身逆向设计

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天宇 发表于 2014-8-4 20:47:13 | 显示全部楼层 |阅读模式
教你学会汽车车身逆向设计
1.   逆向设计流程



    对于逆向设计对于做汽车设计的朋友们一定不陌生,逆向设计相当于正向设计而言,通常是根据正向设计概念所产生的产品原始模型或者已有产品来进行改良,通过对标杆车的模型进行直接的修改、试验和分析得到相对理想的结果,然后再根据修正后的模型或样办通过扫描和造型等一系列方法得到最终的三维模型。    采用逆向设计的方法所得到的产品模型,因为是有实际的模型参与各种试验因此得到的结果相对于概念化推算和电脑虚拟模拟更接近真实,从而能迅速找到并确定产品的正确形态缩短产品开发周期。

2.逆向设计流程方法
2.1检查(调正)坐标:


2.1.2根据钣金件的具体情况,分析哪些是零部件的定位基准(关键孔位、关键线、关键面)


2.1.3确定基准后,对原坐标进行检查(检查方法可作断面截线的方式),对原对齐基准进行分析、判断,作出原坐标合格与否的结认。


2.1.4检查合格,进行流程的下道工序;若检查不合格,对其进行调正操作。


2.1.5调正坐标的操作如下:
①、  零部件上找出定位基准元素(定位点、定位线、定位面)。
定位点:单个点、圆心、球心、直线中点等;
定位线:直线、圆柱中心线、圆锥中心线、平面法向线等;
定位面:平面、基准平面、法平面等。


②、   找出的基准元素必须能确定一个坐标系即能限定直角坐标系的六个自由度。然后,利用找出的基准元素建立直角坐标系。


③、   将文件中的所有元素作成一个组(GROUP),作被对齐用。


④、    建立相应的对齐元素。若上一步组(GROU)内有一基准元素为一点,你就建立一基准点;若上一步组内又有一基准元素为一直线,你就建立一基准直线;若上一步组内又有一基准元素为一基准面,你就建立一基准面。总之你建立的元素必需与成组的基准元素一一对应。


⑤、        利用SURFACE的对齐功能(MODIFY¬¬——ALIGN子菜单下各对齐选项进行对齐操作),最后坐标就对齐了。然后,对结果进行检查,如果不满意,重复进行以上五步操作,直至合格为止。

2.2分析点云、去除杂点。


2.2.1观察对齐的点云,与样件或实物进行比较。若显示不太清楚,可以用CTRL+D弹出的对话框对点云显示进行设置,如果还没有完全反映必需的特征,那只能重新补测。


2.2.2若点云太密,电脑显示太慢,可以按CRTL+D弹出的对话框来设置点云的显示稠密程度。当样件点云周围杂点太多,可以用SURFACE中的框选(CIRCLE SELECT)功能来去除杂点。

2.3合并点云、分层、细化。


2.3.1合并点云。当框选,去除杂点时或原测量点云是单块单块拼合起来的时,我们就需要把此点云合并起来。这一步是点云处理必需要作的一步非常重要的操作,其命令为MODIY——MERGE——CLOUDS。


2.3.2对点云进行分层。为了保证点云的层次分明性,也为了保证大点云的可操作性,我们强烈建议对大块点云进行必要的分层操作。


⑥、  点云太大,不好操作,对不同大特征需进行分层。例:白车身侧围、顶盖、后围等可各自单独分成一层进行处理;


⑦、  有参考数据和被处理数据同在一起的,需进行分层操作;


⑧、  制作标准及规范要求。例:基准点、基准线、基准面放在不同层。


2.3.3对点云进行细化。各人根据自身的认识情况,对点云特征进行区分,详细地分解各个小特征的过程,就是对点云进行细化的过程,这样点云就清楚了,思路也有了。

2.4样件分析。
2.4.1图纸分析。若第三方提供的是图纸,我们应当注意其绘制标准,绘制零体。


2.4.2点云分析。若第三方提供的是点云,没有图纸,我们应当注意其用途、精度、具体要求及特性等。


2.4.3实物分析。若第三方提供的是实物,并没有点云。我们应当特别注意其功用及精度要求。这种零部件往往形似简单,其实暗藏杀机,制作时要特别小心。


2.4.4点云和实物分析。若第三方提供的是实物和点云,我们应当特别注意点云的清晰性和可操作性。往往既有点云又有实物的情况点云很可能不是很理想,制作者千万要注意。


2.5样件特征分级
2.5.1样件特征共分A,B ,C 三级;


2.5.2    A级为配合面,安装基准面,功能面,定位孔,特征线等尺寸精度要求较高的点线面,误差精度要求小于0.5mm;


2.5.3    B级为结构面,过渡面,工艺面,过渡线等尺寸精度要求一般的点线面,误差精度要求小于1mm;


2.5.4    C级为过孔,工艺孔,加强筋边界等尺寸精度要求不高的点线面,误差精度要求小于2mm;


2.5.5    应认真分析点云和样件,切忌把样件的制造缺陷和偏差带入逆向设计零件中。


2.6特征区分、特征面、特征线。


2.6.1特别清楚的特征区分。直接用SURFACE软件中的点云区分方法进行区分。


2.6.2清楚的特征区分。可以用SURFACE软件中的点云区分方法进行区分,也可在特征上单独取点云,个别似合。


2.6.3不清楚的特征区分。根据零件的功能特性和实际情况,对点云认真对待,用三角化显示功能体现其特征,尽量根据功能保证偏差来加以制作。


2.6.4特征面、特征线是逆向时的关键元素,它们的判别相对比较直接,容易看得出来。


2.7提取特征。
2.7.1直接用SURFACE软件的功能来提取简单特征。


2.7.2直接用SURFACE软件的CIRCLE SELECT(框选)功能来提取特征。


2.7.3人为识别及提取特征。


2.8点云处理。


2.8.1点云太大,可直接稀释(用SURFACE稀释功能)。


2.8.2框选(CIRCLE SELECT)间接把点云分开,并进行处理。


2.8.3用SURFACE点云特征自动分开的处理方法分开处理。


2.9特征似合。


2.9.1几何特征似合。几何特征似合比较容易,直接似合成直线、平面、圆柱、圆锥、球等。


2.9.2自由特征似合。自由特征似合比较困难,一般都需要利用传统的制作方法:由点到线再到面的成型形式。所以,自由特征似合建立关键是建立关键点、关键线、关键面。只有在点、线上下功夫,自由特征才能作得好。


2.10特征编辑。


2.10.1带参数的特征编辑。带参数的特征由于有参数存在,所以比较好编辑,只要把参数列表打开,选中要修改的参变量,双击 ,在弹出的对话框内就可以进行想要的参数修改。


2.10.2不带参数的特征编辑。不带参数的特征的编辑比较困难,一般没有其它方法,只好重新制作一遍。所以,大家需注意,在制作三维数模,尽量带有参数,这在制作时可能要多耗一些时间,但日后修改就方便多了。


2.11误差分析。


2.11.1最大误差要求。若有些逆向件,有最大误差要求,那么,只要最大误差不超过要求误差,逆向零部件就算合格。例:一般的自由特征。


2.11.2平均误差要求。若有些逆向件,只有平均误差要求的,那么,我们逆向的零部件,平均误差在要求的误差范围内,逆向零部件就算合格。例:大部分零部件的逆向。


2.11.3最小误差要求。若有些逆向件只有最小误差要求的,那么,我们逆向的零部件最小误差在要求的误差范围内,逆向零部件就算合格。例:总布置要求的零部件。


2.11.4若误差不在要求的范围内,首先需找出那些地方出离误差,然后有针对性地进行分析及修正,直至合格为止。


2.12导入UG。


2.12.1导入前的准备工作。在把SURFACE数据导入UG前,应当把SURFACE数据转成UG能够接受的数据格式。例:iges格式、imw格式等。


2.12.2利用UG的输入(IMPORT)功能,输入能接受的数据格式。


2.12.3当然,如果你对CATIA比较熟悉,始终用iges的格式数据就可以完成逆向建模工作,不用转换,从而赢得时间。


2.13关键尺寸圆整。


2.13.1精度要求。要圆整尺寸必需要知道设计精度。若设计精度为0.01,那么圆整尺寸也应到0.01。


2.13.2功能孔位及基准孔位圆。这类孔位及相对位置的圆整相对有规律,它们的大小一般是整数,并且符合设计规范,是有章可循的。
2.13.3定位尺寸圆整。此类尺寸一般为整数,制作时可根据情况充分考虑。


2.14大特征编辑。


2.14.1有参数的大特征。有参数的大特征比较容易编辑,打开参数列表,选定被修改项,设置参数值就行。


2.14.2无参数的大特征。无参数的大特征修改比较困难,只能重做。


2.14.3在编辑特征前,必需做分析,尽量少改动件,这样既节约时间,又提高效率。


2.15导入截面线。


2.15.1截面线是边界线。截面线是边界线时,导入的截面线必需准确,否则零部件尺寸不对。


2.15.2截面线是孔或其它特征的边界线。此种截面线主要作切割线用,也必需准确。


2.16导角、编辑小特征。


2.16.1对做好的面或体进行导角,从而使逆向物体再现。


2.16.2当由于先前制作的面有问题时,要对面进行编辑,有时可能只对导角部分的特征进行操作,很少的修改就可以完成任务,达到要求。


2.17总体检查。


2.17.1偏差检查。检查逆向好的物体与点云的偏差值,看看是否符合要求。


2.17.2特征检查。检查特征是否丢失,特征偏差是否符合要求。


2.17.3孔位检查。检查孔位之间的尺寸要求及圆整情况。


2.17.4拔模角及工艺圆角检查。检查拔模角或冲压角,检查工艺圆角。


2.18保存。


2.18.1版本要求。必需按被送逆向单位或部门要求,把数模转成要求的版本格式。


2.18.2格式要求。按被送逆向单位或部门要求,把最终的数据转换成其要求的数据格式。


2.18.3带参数数模保存。以配后用或修改,制作者尽量保存一份带参数的原始数模。


2.19提交校对。


2.19.1按照设计时间要求,将做好的数据提前两小时交予主管部门负责人。


2.19.2主管部门负责人在两小时内进行校对,时间根据实际情况而定,确认无误后提交所需单位,由此提交结束。


3. 逆向设计的基本要求


3.1 逆向设计应符合造型设计的要求和效果。


3.2 逆向设计应满足技术协议中相关要求。


3.3 逆向设计应执行相关国家标准和企业标准。


3.4 逆向设计应符合总布置方案和结构尺寸应满足设计硬点要求。


3.5 逆向设计应满足人机工程等要求,提高可靠性。


3.6 在对被逆向件充分了解的基础上,制定处理方法和步骤。


3.7 逆向设计应遵循产品设计要求,尽量拟合成标准件、通用件;各种逆向设计数据应准确无误。


3.8 产品逆向设计中应考虑到加工、装配、安装调试、维修的方便性和经济性。


3.9 表面光顺质量:高可见区,A级曲面,局部相切连续。少可见区,B级曲面,相切连续;不可见区,C级曲面,位置连续;其执行按相关标准执行。


3.10 逆向工程中测绘的孔径及位置尺寸要圆整,公差和形位公差标注正确。

4. 检查分析


4.1逆向设计首先检查分析上游部门拿过来的由点云测量所测量的数据是否符合逆向的要求(测量特征是否完整,测量精度是否达到规定要求,测量点云是否对齐无重点现象等)。


4.2 应符合技术协议中有关对零件设计的要求。


4.3 应符合相关强制性标准和法规的规定。


4.4 应符合总布置尺寸和设计硬点的规定及符合人机工程的规定。


4.5 应考虑加工,装配,维修的可行性,经济性和方便性。


4.6 注塑件、冲压件、铸造件等应根据光顺的外表面和边界条件确定拔模方向和分型面等。

5. 设计要点


5.1 被逆向件的边缘要光顺,要符合工程设计要求及规范等。


5.2 孔径形状及位置尺寸要圆整,孔径符合标准化,系列化。


5.3 有拔模角度要求的零部件逆向要遵守零部件工程设计规范。


5.4 产品逆向设计中尽量采用各相关标准进行工程逆向设计,尽量采用被逆向件的专用标准及通用标准等。


5.5 各种设计数据尺寸应准确无误,使逆向件结构强度可靠,安装稳定牢固。


5.6 设计过程中应充分参考其它车型的成熟样件,以更深入地了解被逆向件,降低逆向设计难度。


6.     车身结构件逆向设计方法及步骤


车身结构件(在这里特指车身内部结构件)在大多数情况下是比较简单的,特征的分辨比较清楚,特征与特征之间的连接也比较单一,很少有复杂的质量要求比较高的过渡面,所以处理起来相对容易。车身结构件间在很多时候都是直接点焊,它们在相互连接处各都有翻边,所以,各件的边界条件比较充分,边界也很容易看出,这对于逆向时就提供了方便。车身的大多数结构件由于是钣金冲压件,冲压时会产生一定的回弹,所以在精度方面并不能像机加工件那样来要求。既然结构件的逆向设计在很多方面都与其它外覆盖件的逆向设计存在不同,哪么,它们的逆向设计方法固然也存在一些差异。现在,结合Surface逆向软件,来规范逆向设计的建模方法和步骤:


(1)   对于来自上游部门或厂家的点云数据进行观察分析,确定特征的分布和逆向建模的思路。
点云上有七个圆角、六个平面、一个自由曲面特征、一个复合特征、上面有个比较复杂的组合特征,其它特征比较容易。面对这种点云,这样做是逆向此物体的第一步。接下来就是确定逆向建模的思路:先做简单易行的,比如上述的六个平面;然后,自由曲面特征;再后,就是处理特征间的连接关系;最后,就是修圆角,完成整个任务。


(2)  点云进行必要的划分
这样,刚才还完整的点云,现在就根据各特征分成独立的各块了。此时,我们看起来就比较直观和容易,做起来也比较有思路了。


(3)  特征单独拟合
这就是各特征单独拟合的结果,当然,这些特征拟合后的曲面参差不齐,看起来也不是很好看,但只要稍做圆角,那么,就容易看出了。


(4)完成圆角和过渡面
圆角和过渡面只起到修饰作用,在我们具体逆向结构件时,最初用处不大,但最后快完成时,如果处理得不好,它们往往会给你设置障碍。其修饰完成的结果,


(5)最后为附加特征的加入
附加特征一般为复杂组合特征,它是加在其它特征的特征,逆向它们时,应当有一定的先后顺序。先做完基础特征后,再加入附加特征,最后完成整个任务。


(6)分析检查
根据数据要求,对作好的数模进行检查,从而确保数据的准确性,保证数模的可操作性。


(7)数据的交付
把作好的数据,按对方的要求格式(如:UG的PRT格式;CATIAL的MODEL格式等)交付,并以记录,数据交付结束。

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wutianxiang 发表于 2014-8-24 21:26:29 | 显示全部楼层
说的撒旦撒旦撒大厦的气味·11
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lanwei86e 发表于 2014-9-5 15:29:54 | 显示全部楼层
我来瞧瞧,学习学习下,嘿嘿
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傲之 发表于 2014-10-30 14:45:31 | 显示全部楼层
汽车车身逆向设计需要学习一下!谢谢指点!
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贾修5979 发表于 2014-11-10 22:46:43 | 显示全部楼层
好帖要顶,楼主的头像还是不错滴
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老三 发表于 2014-11-11 11:51:00 | 显示全部楼层
新手初来,请多关照
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蜗牛晨 发表于 2014-11-11 14:21:22 | 显示全部楼层
要是能上图那就更好了
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yujin2008 发表于 2014-11-24 22:44:22 | 显示全部楼层
顶起,感谢楼主分享
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OHMG 发表于 2014-12-6 16:09:29 | 显示全部楼层
好知识,谢谢楼主
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vincentblack 发表于 2014-12-7 22:10:42 | 显示全部楼层
想知道什么叫逆向设计
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