基于的汽车内饰件逆向设计

1、t中高斯麓术套t 基于CATIA的汽车内饰件逆向设计文/月晓刚【摘要】逆向工程作为一种先进、快捷和实用的现代设计方法得到了学术界和企业界的认同,并得到了广泛应用。文中以汽车内饰件为逆向研究对象,采用三坐标潮量机采集实轴原型表面的一组特征数据点,并运用CATIA软件对特征教据点进行NUP,.BS曲线和曲面拟舍。生成三雏原型数字化模型。【关键词】CATIA逆向工程汽车内饰件1。引謇我国汽车工业起步晚、基础差。和国外的汽车工业相比仍存在着较大的差距,当前汽车制造技术含置低、自主开发能力弱是中国汽车工业发展的最大障碍。因此,通过逆向工程,在消化、吸收先进技术的基础上。建立和掌握自己的产品开发设计技术.

2、进行产品的创新设计,即在复制的基础上进行改进进而刨新.这不仅是尽快改变我国汽车工业落后面貌的捷径,也是快速提升我国制造业水平的必由之路nl。2.逆向工程技术“逆向工程”(Reverse Engineering,RE,也称反求工程、反向工程等。它起源于精密测量和质量检验。它是将实物转变为CAD模型相关的数字化技术、几何模型重建技术和产品箭造技术的总称.是将已有产品或实物模型转换为工程设计模型和概念模型。并在此基础上对已有产品进行解剖、深化和再创造的过程【2】。逆向造型设计流程如图l所示。I:兰卜匿固1量吨亟卜固田1逆向遣型设计流程产品表面数字化又称数据测量,是指通过特定的测量设备和测量方法。将物

3、体的表面形状转换成离散的几何点坐标数据。在此基础上,就可以进行复杂曲面的建模、评价、改进和制造。一般来说,三维表面数据的采集方法可分为接触式数据采集和非接触式数据采集两大类。接触式有触发式和连续式数据采集;而非接触式主要有三角测量法、结构光法、激光干涉法、图像分析法等。在接触式测量方法中,三坐标测量机(CMM是应用最为广泛的一种测量方法;而在非接触式测量方法中,结构光法是被认为且前最成熟的三维形状测量方法。本实例采用三坐标测量机,数据采集图形如图2所示。圈2汽车内锋件点云3.救据处理和曲面重构曲线、曲面拟合是逆向工程的另一核心技术.即用测量的数据重构曲面模型,从而实现对零件的分析和加工。将测量

4、数据重构为曲面的优点是:不但可以消除由于滂量带来的误差,使曲面较为平滑,而且可以用少量的控制顶点代替大量的点云数据.以节省存储空间,从而提高运算速度。目前。处理大量点云的一般步骤是先做曲线的拟合,然后傲曲面的重构。3.1创建曲线从点云中创建特征曲线。其方法主要有基于曲率的方法和基于三角化的方法【”。用有代表性的平面去截点云获得截面点云数据.基于这些数据可以使用B样条曲线拟合得到截面曲线。可以通过改变控制点的效目来调整曲线,控箭点增多则形状吻合度好,控箭点减少则曲线较为光顺。创建的特征曲线结果如图3所示。将曲线进行简单的光顺处理,完成后即可开始面的创建及造型。圈3汽事内讳件特征曲残3.2曲面重构

5、复杂曲面零件一般由多张曲面混合而成,主要是二次曲面和自由曲面。自由曲面的表示通常是用B样条曲面和NUfuBS曲面。根据提取的截面曲面和特征曲线。用B样条曲面拟合得到重构曲面。B 样条曲面可以用如下方程表示:s“V=%j0(V民弓110,-O_%0(v民佴O J甜其中Nt(u为u向k次B样条基函数,(v为v向q次B样条基函数fJ。在CATIA中,根据特征线,利用CSD模块提供的扫掠(sweep、混合(blend等曲面造型功能生成特征面,再通过求交(join、裁减(trim、倒圆ffjllet等操作将各曲面片光滑拼接或缝合成整体的复合曲面,最后将边界线投影到复合曲面上,并用剪切(sprit功能完成

6、零件曲面的边界。图4为最终的汽车内饰件曲面模型。圈4汽车内饰件曲面模型4.逆向开发中注意的问置4.1误差问题4.2曲面重构问题对于零件细小的结构可稍后考虑,先构建较大的面。大面可以分(;转82页 79万方数据靠篇巫一#中撕技术套t2、各相电流和零序电流输入的极性.如极性错误将引起保护装置误动:3、保护装置的外壳必须可靠接地;4、保护装置的安装高度不宜高于1.8米以便观察数据及整定检验:5、安装时必须严格按设计图配线。三、智能保护器的整定1、电流互感器变比输入相电流互感器的变比应按实际值输入(如200:5时,输入40,而当零序电流输入是通过三个相电流互感器作零序接线完成时,则零序电流互感器的一次

7、和二次侧的额定电流应与相电流互感器相同数值。当采用专用零序电流互感器时.则零序电流互感器的一次和二次侧的额定电流宜输入相应数值(例如30/1或200/15。2、过流保护整定过流保护整定值计算公式:Iq=KrellrM,IPhl(1式中:hM一电动机额定电流值,A;Ip一电流互感器一次电流。A;hl一电流互感器二次侧和继电保护装置的额定电流值,A。由于泵类电机起动时间ts整定通常是ts=6秒.故保护时间选为1012S3、不平衡保护整定不平衡保护是一个单相保护和反时限电流不平衡保护。通过由于不平衡保护通常动作于事故预报。整定值为负序电流灵敏度15%,因此,取I=30%。tA=20秒。4、欠电流保护

8、整定从电动机运行管理等方面考虑,不采用欠电流保护功能。5、接地故障保护整定按接地灵敏电流设定。灵敏电流Dip s/w(mA1234lOO200l50011000l1500l2000112500l1l l四、结束语监视最大和最小相电流检测到电动机的不平衡。I=100%x(ILmaxllmin/ILmax(4参考文献式中:【1】电子式电动机保护器之浅释,电工技术,2003(9杜磷方一最大相电流,A;【2】电机智能保护监控器说明书。TGl.1550,2004年11月I嘶n一最小相电流,A。(作者单位系大庆石化公司热电厂(上接75页【2George H.Thiess。”Theory and Desig

9、n of Tunable YIG filter”, 4结论Microwaves,V01.3,No.9;pp.1430(1964.成为最佳的选择,但是和YIG谐振器与生俱来的磁滞现象对它应用【4】陈振国;微波技术基础与应用:一2版.北京:北京邮电大学出版的影响是不可忽略的,通过软件算法的方法消除磁滞,速度快,效果社.2002参考文献Ferromagnetic sidleCrystals Along any Desired Axis”,IILE Trans.,【1】(芙Bahl.L,Bhartia.P著;郑新等译。微波固态电路设计:第二版.M订一10,P.611November,(1962.f上接

10、79页1块,面与面之间可以用blend或者QsR模块中的power fit方式连接。对曲率变化较小或者变化均匀的曲面.可将它当作一张曲面来构建。对于曲率变化不是很大的地方。直接由特征线建面(如用拉伸、扫掠和放样等功能的精度比用power tlt更高。5结语逆向设计是工业设计与工程制造的接口.是现代汽车产品快速开发的关键技术。本文通过工程实例介绍了逆向设计在汽车产品开发中的作用。通过对汽车内饰件表面数据的采集、曲面重构,实现了汽车内饰件模型的数字化。为其后续工程制造奠定了基础。参考文献【1】袁锋.基于NURBS曲面重构的汽车轮毂帽逆向设计U】.机械工一82一程师,2005(12:122-123.【2】王霄,刘会霞.CArlA逆向工程实用教程【M】.北京:化学工业出版社.2006.【3】Lee S H,Kim H C,Hur S Met.STL file generation fromn辫sured point date by segnaentadon and Delaunay t吐qngulation U】.Com