引言
汽车覆盖件是典型的具有复杂型面的大型板料件,该类零件形状极其复杂,一般为空间三维曲面,许多情况下为复杂自由曲面和雕塑曲面。轿车内门板则是汽车覆盖件中最具有代表性的一种,其具有多岛和多坑、坯料尺寸大、多处为混合的复杂曲面以及曲面形状变化多样的特点,因此在产品图上只能用投影线来反映其各主要部位的几何关系,其形体特性一般不能反映出来。这就使得其最初的产品模型设计难以在CAD软件上直接设计出来,所以一般的方法都是先制造出实物模型(木模、泥模以及蜡模等),然后再测量实物模型,再通过对实物模型的处理,获取三维实体模型。另外也可能已经有了产品,但没有产品的实体模型,因此反向工程成为解决这一问题的有效方法。本文以轿车内门板的计算机模型建立为例,探讨了反向工程在具有复杂型面板料件计算机建模过程中的应用,以及在计算机辅助造型中值得注意的问题。
建模的一般步骤
对于类似轿车车内门板这样的复杂板料应用反向工程技术建立CAD模型的一般步骤如下:
(1) 初始形状离散数字化,即通过非接触式或接触式扫描测量机来获得被测实物表面的离散点的空间位置信息。非接触式测量方式有光栅法、全息法、深度图象三维测量法、激光三角法等,这些方法都有各自的应用范围。接触式测量中最常用的方法是三坐标测量仪法(CMM),采用三坐标测量仪法可以达到较高的测量精度,但也存在着测头易于被损伤、划伤零件和受操作水平及人工干预影响较严重等缺点,因这种方法在应用中已经比较成熟,所以在现场仍大量被应用。
(2) 离散数字化后的数据处理,包括对接触式三坐标测量机触头半径的补偿,以及将扫描数据转换成IGES、DXF或其它的数据格式等工作。若采用有效的非接触式测量方法,可以避免测头半径的补偿问题,但在象轿车内门板这样尺寸庞大而形状又特别复杂的零件中,投入实际应用而又有效的非接触测量方法并不多见,因此三坐标测量机触头半径的三维补偿也是个不容忽视的问题。IGES(Initial Graphics Exchange Specification)定义了一套表示CAD/CAM中常用的几何和非几何数据格式以及相应的文件结构,是国内外CAD/CAM/CAE系统最为常用的一种数据交换标准。
(3) 将经过补偿和转换处理好的数据文件转入造型软件中,获得由基本曲线(直线和圆弧)连成的基本轮廓。常用的商品化造型软件有UG-Ⅱ、CATIA-CADAM、Ⅰ-DEAS、Pro/E等。
(源自:)