[转帖]CATIA-COMET在汽车覆盖件产品逆向开发中的应用

desertstar

cATiA—GOMET在汽车覆盖件
在整车产品中，覆盖件尤其是外覆盖件的
市场生命周期短，变化频繁。而且一般具有形状复
杂、结构尺寸大、材料厚度相对较小、成型质量高
等特点，所以它的开发是整车产品开发中的一个关
键环节。
    在开发过程中，许多时候汽车覆盖件并非由
CAD模型描述，设计者面对的是实物样件。为了适应
先进技术的发展，需要通过一定的途径，将这些实
物转化为CAD模型，使得能利用CAD／CAM、PDM
等先进技术对其进行处理或管理。这种从实物样件获
取产品CAD模型的技术就是逆向工程(Rever s e
Engineerlng)。广义的产品逆向工程包括形状(几何)
反求、工艺反求和材料反求等诸多方面，是一个复
杂的系统工程。
    当前，我国汽车覆盖件常用开发流剧n图1所示。
    首先，利用测量设备采集汽车覆盖件物理模型
夕L6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CAM
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迅利科技有限公司  刘文龙卢金火
技术对其进行虚拟制造或生成加工代码，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S曲nNchler公司的
COMET光学测量系统作为非接触测量设备，选用
CATIA中的Digitd ShapE6t叮和FIeeStyle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利用该解决
方案进行汽车覆盖件逆向开发的方法和流程。
    1*  用COMET系统调1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。COM叮的非
接触式测量技术提取的点数多，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。
    (1)确定测量时所用的拼合方法和测量的次序
    发动机罩外板表面特征较少，不能采用特征拼
合，所以选用参考点拼合方法。采用先中间后两边的
测量顺序以减少测量的累积误差。
    (2)获得发动机罩外板的整体测量坐标
    首先在发动机罩外板上放置标记点，比例尺
和十字尺；再用数码相机按一定的角度依次拍照；
然后将所拍照片导人处理软件AICON 3D Stud50
中进行处理；最后生成位于车身坐标系下的参考点

desertstar

列表文件。
    (3)COMET测量系统进行测量
    在每次测量时，测量区域内应包含三个以上的
参考点，这样系统会自动完成拼合。按先中间后两边
的测量次序依次测量，直到测得所有的表面信息。
    2．进行点云处理
    (1)整体匹配
    整体匹配的目的是进一步减少匹配误差。
    (2)后处理
    在点云的后处理过程中，可以过滤点云，优化
点云，添补标记点区域，三角化点云等操作。
    (3)特征提取
    提取三角化点云的边界线和中间的倒角曲面之
间的理论交线。
  (4)输出文件
  输出三角化点云的STL文件和所提取特征的
Scan线的ASC量文件。
    3．进入CATlA软件，进行曲面重构
    (1)进入D1g比zed Sh叩eEdUor模块，生成x、
Y、z方向上的截平面Scan线，如图2所示。
    图2点云找面线
    (2)进入FreeStyle模块，按曲面分块进行曲面重
构。先重构中间大面，再重构侧面，最后重构中间过
渡面，按发动机罩外板在x方向上曲率的变化程度
的不同，在x方向上将其分成两部分曲面。
    在曲面重构过程中，利用曲面到点云的距离分
析工具，通过编辑曲面控制点，使曲面与点云之间
的最大距离不超过指定的建模误差。
    (3)分析曲面品质。利用CATL4的FreeStyle模块
提供的分析工具分析所重构曲面的品质，要求曲面
之间曲率连续，曲率变化均匀，没有多余拐点。分析
结果如图3所示。
图3发动机罩外板等照度线([sophote)分析效果图
    逆向工程应用于车身产品尤其是车身覆盖件产
品的开发过程中，可以大大缩短开发周期，保证产
品质量。逆向工程不是仿形设计和制造技术，而是在
原型产品的基础上进行二次设计和加工，是更高层
次的设计技术。这一技术使产品模型得到精确的表达
和再现，为产品的进一步分析、优化和制造确立了
统一的对象，在产品快速设计开发和复杂型面数控
加工方面都具有重大的意义。
    本文希望通过提出一种逆向工程应用于车身覆
盖件产品开发过程中的解决方案，对我国汽车产品
开发提供一些借鉴和帮助。团圆

desertstar

支持的就顶一下,还有很多.........

fff_fxl

我顶!!非常需要这方面的资料..很好..

fff_fxl

不错,,呵呵，再顶一次.

beck668

than

pop001

顶

希望多发

yankl

以下是引用fff_fxl在2003-10-25 16:12:22的发言：
我顶!!非常需要这方面的资料..很好..

hbrock

不错，我也顶！

sunhui97

不错！！

sunhui97

可惜我们当初培训的时候
不是逆向啊！

xxp6143

不错,,呵呵，再顶一次.

qianke1983

<P>you dian yi si</P>

catiafun

关于CATIA逆向方面的资料比较少

fxbdf

<P>好，多多分享</P>

苦爱酒

我也顶，谢谢楼主的分享。

zlibest

有用，定

5120805

dddddddddddddddddddddddddddddd

nini

<P>嗯,頂</P>

zealous

好呀，支持