逆向工程的车身造型设计技术

1、Energy Procedia 13 (2011)19081911逆向工程的车身造型设计技术张东升，吕长来陕西科技大学，机械工程学院，陕西汉中，723000中国摘要基于逆向工程的基础原理，提出了在汽车车身造型设计的发展过程和实践在具体的例子相反过程的关键技术。这项技术的应用为快速而有效地开发新产品提供了新的思路，该技术对产品的设计和开发具有重要意义。2011年由Elsevier公司出版，新加坡电子学会负责选择和同行审查。关键词：逆向工程;油泥模型;车身;造型工艺1 简介在2009年的汽车市场井喷后，我国已进入汽车强国的行列，且我国的汽车制造业已进入快速发展的时代，尤其是国内自主产品。私家车的需

2、求越来越趋向于个性化、多样化等。这使得小批量的产品，增加技术含量，增加产品种类，产品生命周期越来越短，更频繁的改善和更新。传统的发展模式已难以适应不断变化的市场需求，因此各企业迅速地回应市场的技术平台，是使汽车企业在市场竞争中立于不败之地的重要法宝。如今，以计算机技术和信息技术为代表的新技术发展迅速。而在汽车设计和制造许多科技含量高的产品，就会运用如计算机辅助设计和计算机辅助制造，在这个过程中，逆向工程与逆向工程技术的成熟和应用成本的降低是核心技术之一，逆向工程技术将会变得越来越受欢迎。2 逆向工程及其应用传统的产品设计是一个从无到有的过程，也就是说，设计师由其大脑在考虑了各种各样的元素和因素

3、之后得到整个汽车的设计概念。然后在计算机的帮助下建立了产品功能，性能，结构，大小，形状和技术参数的三维数字模型，最终将转移的设计制造过程以指导生产过程。我们叫这样的设计过程为“正向设计”。然而，在产品设计和制造过程中，三维模型几乎在后续链接没有作用;后期制作的模型往往依靠传统的手工方法，这就导致了设计结果和产品之间的误差。逆向工程技术，最初是从油泥模型到物理产品的过程中，测量产品与模型的测量工具。然后由三维几何模型的测量数据重建计算机辅助设计模型，这是一个从样品到数据产品模型的一系列过程，并在此基础上，设计，开发和生产。逆向工程在产品设计和开发过程中的应用，可以大大缩短产品开发周期，实现设计可

4、视化，在随后的过程、销售、快速生产和减少开发成本实现资源共享。 3 逆向工程的车身造型设计过程在车身设计过程中，我们首先需要汽车车身油泥模型，并建立其三维数字化测量快速，准确地获取图像点云，然后在曲面造型、评估、编辑、修改后放入一般的计算机辅助设计和辅助制造系统中。然后以计算机辅助设计和计算机辅助制造的加工模块。最后通过计算机数控加工设备制造模具，或首先快速地对原型设计进行样品制造，然后进行模具快速的批量生产。基本过程，如图1。从上述设计过程中，车身逆向工程技术所采用的技术集成和系统思想，其关键技术包括数据采集，数据处理，曲面重构，重新设计，快速成型和数控加工等逆向工程技术的设计出发点则是车身

5、的油泥模型。图1 汽车车身设计过程3.1 油泥模型的生成新车在制作油泥模型时，我们首先要根据研究信息形成车身形体设计风格对于目标用户的整体思路，然后逐步完成所有的车身形状的零件，如前脸，灯光，门，窗，前后保险杠，轮眉等，最后协调和统一形成车身油泥模型的设计和生产的所有部件。3.2 数据采集汽车塑化模式数据可以通过平面分级扫描的过程得到，为了得到更好的结果以确保数据的精确性，测量前需要将反试剂喷在塑化模型上以获得更好的结果。当数据采集完成后，数据需要在思瑞扫描软件中存储，然后形成ASC格式的点云文件，如图2所示，为后续的数据处理提供基础。图2 汽车点云3.3 数据处理已扫描的数据是ASC格式的点

6、云文件，这样一个大规模的测量结果被形象地称为“点云”，可以通过逆向设计软件Surfacer或Imageware处理，以实现以下功能：点云对齐，点云的分割，点云处理，通过多点的抽样方法减少点，点云特征提取等。经过数据预处理，数据叠加，数据恢复和修复，数据圆整，数据精简，数据分割和特征提取，特征点的车身形成有利于继续以下的设计。车身的众多特征点的形成有利于后续的设计。编辑点后，可在逆向设计软件Surfacer中形成线，特征点需要的操作有移除尖点，跳跃点，平滑和过滤掉杂点，修复孔等。3.4 表面重建表面重建是在上述设计的基础上，车身的三维辅助模型是通过车身实体模型形成的，这对于后续产品的重新设计，工

7、程分析，虚拟仿真，快速原型设计和产品制造是重要的信息资源。所以这需要重建模型可以准确地还原实物样品，在这个过程中，我们使用的点云生成边界曲线，然后将生成表面，然后绘制车身形状的特征轮廓线，当所有的特征线都合理处理后，他们会再次形成曲面，为了将这些特征的数据导入其他软件进行曲面的重建和创新设计，我们需要将这些数据以 IGES 格式存储在Surfacer软件中，以下是补丁车身的形成，如图3所示。图3 车身曲面重建 图4 车身三维模型3.5 车身造型的重新设计上述数据将被导入到Rniho物化设计和三维重建软件。导入的部分需要物化和不同构建方法的重建，对于不需要改善的部分，设计师只需要将其物化和描述形

8、状的细节，该设计包括：侧门窗，后保险杠和前脸等。到目前为止，将重建的结果导入3D-MAX的渲染形成的造型效果图后，反向设计任务几乎完成了，在图4-3所示。4 结论逆向工程技术是一种新产品的改进和创新设计的有力方式，在发展进程指导下的车身逆向设计的提议，可以有效地重复使用产品信息，节省开发成本，并缩短开发周期，这种技术可以使汽车设计和制造企业快速响应市场需求的变化，为汽车的快速设计和制造开辟了新的领域。参考文献1孙子学。产品设计基于逆向工程的研究J。 陕西科技大学，2006年， 22（2）:7-92江祖心。三维自由曲面测量和逆向工程研究J。机电一体化，2003,9（4）： 15-183彭裕华。逆向工程在汽车设计研究J。计算机应用与软件，2003,20（9）：31-334Bernd Oehlerking.Save Energy by Reverse EngineeringJ.Elektorand reverse Electronics,2005,31(349) 5 Giovanna Sansoni.Three-dimensional opticalManufacturing,2004,20(5)7Antique car body builder uses reverse engineering imaging s