10.在不能保证大特征面如上质量情况下,宁可牺牲边界线或缝线或特征连接, 特征的连续保证相切连续(角度误差小于0.1 11.不明显的局部特征过渡区(如A柱下端与翼子板过渡区),允许曲率不连续, 但要保证相切连续。 12.外观特征筋线倒角R2~R5 仪表板边界相交倒角 R5~R10 13.顶盖、发动机盖、行李箱盖,与侧围做大面相交,然后以交线为中心,依据 点云特征,进行曲率或相切连续。 14.大于R10 的倒角,要考虑搭桥,保证曲率连续。 15.为获得A 级曲面、允许与点云误差 5mm。 16.零件边界线必须光顺。 17.一块大面如果在两头曲率变化太大(相差2 倍以上) 必须分开特征,然后与主曲面拼接,拼接精度偏差小于0.0001,角度偏差小于 0.01 18.不可以用多个特征断面,用扫面(sweep)的方法,但可用单特征面(曲率变化不超过2 倍)多个断面扫面。 19.不可用多个边界约束的小面拼接零件。 级面介绍:我们对A 级曲面是这样理解的 1.轮廓曲面--通常都是A 级曲面,这样的曲面通常都要求曲率连续,沿着曲面和 相邻的曲面有几乎相同的曲率半径(相差0.05 或更小,位置偏差0.001mm 级曲面用高光等高线检测时显亮的曲线--这些曲线应该有一个共同的曲率特征,等高线连续且过度均匀、逐渐的发散或收缩,而不是一下子汇集消失到一 级曲面上的控制点也应该按一定的规律分布,一行控制点与另一行相邻的控制点的角度变化应该有一定的规律可循,这是画高质量的曲线所必需的 级曲面模型的曲面的边界线又该可以被编辑、移动以生成另外一个曲线,同时这个新生成的曲线可以重新加入曲面来控制区面。 6、贝塞尔曲面的阶次和控制点数目一般应该是六,有时候可能会更高 7、是说关于拔模角度、对称性、间歇以及同相关曲面德关系等都要考虑。这个 要求我们在造型是对相关的工程问题也要予以足够的重视。 8、这是专门就曲率的变化来说的,馐乔 曲面的。还要求曲率的变化本身也是光顺的,实际上就是引出了G3的概念。当 然并不是说class 要求G3,但是比较接近G3的品质对曲面的品质肯定是有好 关于A-classsurfaces,涉及曲面的类型的二个基本观点是位置和质量。 位置——所有消费者可见的表面按A-Surface 考虑。汽车的console(副仪表台) 属于A-surf,内部结构件则是B-surf。 质量——涉及曲面拓扑关系、位置、切线、曲面边界处的曲率和曲面内部的patch 结构。 有一些意见认为“位置续”是C 类,切线连续是B 类,曲率连续是A 类。而我想 更加适当地定义为G0、G1 和G2,对应于B 样条曲线方程和它的1 阶导数(相切 =G1)和它2 阶导数(曲率=G2)。 因此一个A-surf 有可能是曲率不连续的,如果那是设计的意图,甚至有可能切 线不连续,如果设计意图是一处折痕或锐边,(而通常注塑或冲压不能有锐边,因此A-suuf 一定是切线连续(G1)的)。 第二种思想以汽车公司和白车身制造方面的经验为基础,做出对A-surf 更深刻 的理解。他们按独立分类做出了同样的定义。 物理定义:A-surf 是那些在各自的边界上保持曲率连续的曲面。 曲率连续意味着在任何曲面上的任一"点"中沿着边界有同样的曲率半径。 曲面是挺难做到这一点的 切向连续仅是方向的连续而没有半径连续,比如说倒角。 点连续仅仅保证没有缝隙,完全接触。 事实上,切连续的点连续能满足大部分基础工业(航空和航天、造船业、BIW 基于这些应用,通常并无曲率连续的需要。A-surf 首先用于汽车,并在消费类产品中渐增(牙刷,Palm,手机,洗机机、 卫生设备等)。 它也是美学的需要。 *点连续(也称为G0 连续)在每个表面上生产一次反射,反射线成间断分布。 *切线连续(也称为G1 连续)将生产一次完整的表面反射,反射线连续但呈扭曲 *曲率连续(也称为G2连续的,Alias 可以做到G3!)将生产横过所有边界的完 整的和光滑的反射线。 在老的汽车业有这样一种分类法:A 面,车身外表面,白车身;B 面,不重要表 面,比如内饰表面;C 面,不可见表面。这其实就是A 级曲面的基础。 但是现在随着美学和舒适性的要求日益提高,对汽车内饰件也提到了A-Class 的要求。因而分类随之简化,A 面,可见(甚至是可触摸)表面;B 面,不可见 表面。 曲面相接,视边界连接将会有以下G0、G1、G2 三种情况: 1.G0:曲线(面)上存在尖点(折断点),在它的两边的斜率和曲率都有跳跃, 这种曲线(曲面)只是共同相接于同一边界; 2.G1:曲线(面)上存在切点,在它的两边的斜率是相同的,但曲率有跳跃。 这种曲线(曲面)光滑!也就是一阶导数相同 ,这种曲面共同相切于同一边界,斜率为连续(曲率不一定连续); 3.G2:曲线(面)上的各个点的曲率都是连续变化的,在共同相接的边界曲率 相同,也就是二阶导数相同; 标注尺寸是为了传递设计意图,用通行的手段和表现方法(网格线基准是方便之 一),以简单,准确,完备,条理来标注.知道设计意图,知道手段和方法,知 道结果评价准则,就可以标注任何复杂的"钣金件"--无非尺寸多些而记.表 现手段多用几次吧.用这个思路看国标,是否一致?任何高标,理不过如此(同 理有理可行天下嘛).具体则需要设计者耐心辛苦点罢. 见解相同,手段不一.故设计风格各异,花样百出. 经验可借鉴,主要靠自己耶 逆向工程在汽车覆盖件产品开发中的应用 迅利科技有限公司 摘要:本文介绍了汽车覆盖件产品逆向建模的开发流程,并对汽车覆盖件产品逆向建模的关键技术进行了讨论,最后以某车型的发动机罩外板为实例介绍逆向工 程的应用方法。 关键词: 覆盖件 逆向工程 曲面重构 曲面品质评价 首先,利用测量设备采集汽车覆盖件物理模型外表面的数据,生成三维点云数据; 然后对点云进行处理,例如过滤处理,特征提取,三角化等;最后根据获得的点 云,通过分析原模型的设计思想和曲面组成,利用CAD 软件进行曲面重构,生成 汽车覆盖件的CAD 模型。在生成CAD 模型之后,就可以用现代先进的技术和管理 方法对其进行各种处理和管理,例如,利用CAE 技术对其进行各种分析;利用 CAE 技术对其进行虚拟制造或生成加工代码等,利用PDM 技术对其进行数据管理 及配置管理等。 汽车覆盖件,尤其是外覆盖件要求曲面质量高,建模误差小。这就对测量点云的 质量和重构曲面的品质和误差提出了很高的要求。测量点云的质量主要取决于测 量设备的精度,而重构曲面的品质客观上取决于所选用的造型软件的功能。 针对汽车覆盖件逆向开发的需求,我们提出了一种解决方法,并在我们进行工程 服务过程中得到了应用和检验。该解决方案选用德国Steinbichler 公司的COMET 光学测量系统作为测量设备,选用CATIA 中的Digital Shape Editor FreeStyle模块作为CAD 软件。下面将详细介绍在该解决方案中所采用的关键技 术,并以发动机罩外板为例说明了利用该解决方案进行汽车覆盖件逆向开发的方 法和流程 关键技术在汽车覆盖件的逆向开发过程中,采用了以下关键技术。 测量利用测量方法从汽车覆盖件的外表面上提取数据是逆向工程的一个重要环节,其 提取点云数据的精度和噪声直接影响后续的曲面重构。 当前有两种测量方法,一种是接触式测量,即用三坐标测量机在物理模型上打点, 从而提取所打点的三维坐标信息。利用这种方法提取的点云数据精度高,但效率 低,所提取的点云点数少,不能反应自由曲面的特征,还有伤害物理模型外表面 的危险,所以在汽车覆盖件逆向开发过程中很少取用。 第二种方法是非接触式测量,即用光学测量机或激光测量机从物理模型上提取表 面数据。利用这种方法提取的点数多,密度大,效率高,而且精度可以得到保证, 所以在汽车覆盖件逆向开发过程中得到了越来越广泛地应用。 我们选用的是德国Steinbichler 公司的COMET 光学测量机。它的测量原理是基 于局部三角形测量法。通过白光源将一束光栅投影到被测物体表面上,由一CCD 镜头从所拍照片中获取投影光栅的信息,通过机械地连续改变光栅的形状,从而 将被测物体表面划分成一个个很小的像素点,进而可以从目标镜头K1 与K2 之间 的距离b 通过三角形法求得每个像素点的三维坐标值。(如图2所示)。 本贴包含图片附件: 我们之所以选择COMET 作为该解决方案的测量设备,是因为它具有以下优点: 它采用一个镜头,消除了由于一般光学测量机采用两个镜头所造成的阴影效应,从而提高了测量质量。 标定简单。该测量系统一次标定,可长期使用,只有在更换镜头或长途运输之后,才需要重新标定。 它提供了特征拼合功能。对于特征多的小尺寸对象,可以利用该功能提高测量效率,另外对于小尺寸对象,如果特征少,可以通过人为制造一些特征来利用该功 能,从而减少测量过程中获取整体测量坐标这一环节,提高了测量效率。 测量精度高。因为该测量机采用了光栅转换的专利技术,使像素点的分布即不同于平行网格,也不同于旋转网格,而是两者优点的综合,所以提高了测量精度。 采用C50 C100VZ,测量精度可以达到+/-20 纳米。 具有变焦功能。COMET测量系统提供了三种测量模式:高分辨模式、标准分辨模 式和Zoom 模式。所谓Zoom 模式就是指在焦点附近区域采用高分辨模式同,焦点 区域之外的区域采用标准分辨模式。对于被测量表面上重要的局部细节用高分辨 模式进行测量,对于被测表面上大部分同类曲面可以采用标准分辨模式进行测 量。用户可以方便地在这三种测量模式间进行切换。 测量方便。利用该公司提供的专业支架可以自由地改变镜头的角度和位置。从而保证测量的最佳位置。 在用COMET 测量机进行测量之前,要先根据被测对象表面特征,确定整体测量方 案,包括以下内容: 确定拼合方法。COMET 测量系统提供了三种拼合方法:参考点拼合、联系点拼合和特征点拼合。 如果被测量对象表面特征多,可以直接采用特征拼合以提高测量效率,如果表面 光滑,可以在表面贴标记点,采用参考点拼合或联系点拼合。如果被测量对象尺 寸很大,可以在整体采用参考点或联系点拼合,局部采用特征点拼合。 确定测量步聚。因为光学测量机在提取点云数据时,最佳测量角度和位置是确保测量点云品质的 关键,所以在测量前确定测量的步聚是减少测量重复区域,提高测量效率的保证。 点云处理技术 直接由COMET 测量的点云是个海量数据(几十甚至上百兆个点),而且还存在重 复测量数据,系统测量误差和随机误差等,必须对点云进行处理。 点云处理技术包括以下内容: 点云过滤点云过滤在点云处理中有两方面的作用,一是降低点云密度,一是过滤点云中的 噪声点。 常用的点云过滤方法有以下几种: 曲率过滤法。也叫自适应过滤法,即根据曲面曲率变化确定点的取舍,在曲率变化平缓区域保留较少的点来描述曲面形状,在曲率变化急剧的区域保留较多的 点。常用的算法是根据弦偏差(Chordal Deviation)过滤点云。用这种方法过 滤点云能很好地保持曲面的形状。 高斯过滤法。即按照高斯算法进行点云过滤,这种方法的过滤功能很强,但其缺点是较难保持曲面特征。 球过滤法,是指过点云上一点生成一个指定半径的球,过滤掉球内的所有点,再通过下一个保留点生成指定半径球,过滤掉球内所有点,如此循环至到最后。 点云三角化点云三角化就是指将杂乱无序的点云转化成一组有序的三角化面片。