逆向工程在汽车轮毂曲面重构中的要点分析

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  摘要:随着我国经济发展水平越来越高,我国居民对汽车的需求量越来越大,所以我国的汽车制造企业应该提高自己制造汽车的质量和效率,以此获得相对良好的社会效益和经济效益。
  关键词:逆向工程;汽车轮毂曲面重构;要点措施
  逆向工程技术是现阶段已经在我国的汽车制造业中切实使用的技术,主要渗透到实际生产过程的逆向工程技术有实物模型数字化技术、几何模型重构以及产品制造技术。在汽车轮毂曲面重构中主要运用到的技术有实物模型数字化技术以及几何模型重构技术。具体实施的步骤就是将汽车轮毂曲面进行数据收集和處理,通过这两种技术的应用实现曲面重构的目标,以此来保证汽车轮毂生产制造质量能够满足用户的需求。
  一、数据采集与处理
  (一)数据采集
  数据采集工作是保证汽车轮毂曲面重构工作能够顺利进行的基础[1]。现阶段我国汽车制造企业使用的方法大多是通过三维光学测量仪器进行数据的采集,使用这种数据采集的方法有利有弊。有利的是数据采集的相对精准,能够为后续的曲面重构技术落实奠定良好的数据基础。有弊的是数据采集的数量过多,采集到的点云数据非常庞大。所以针对这个弊端,现阶段主要有两种处理方式,第一就是使用大容量的数据储存设备。第二就是对采集到的数据进行精简化。通常情况下会选择使用数据精简化,因为大量的点云数据不仅对会后续工作产生不良影响,而且庞大的点云数据中也有很多是无效数据,不会对后续工作起到良好的促进作用。
  (二)数据处理
  因为汽车轮毂的材料原因,采集到的点云数据中可能会存在噪声点的现象,所以需要对数据进行处理。对数据进行处理的方法主要有两种。第一种就是使用数据滤波技术,使用这种技术能够实现对数据中的误差数据以及噪声点数据进行良好的去除。一般会使用高斯滤波、中值滤波或者是平均滤波技术来进行,在数据处理时要考虑到数据的性质来选择滤波技术[2]。第二种就是使用倍率缩减方法先对数据进行简化,然后再使用半交互半自动技术去除噪声点[3]。这两种数据方法各有利弊,在实际使用过程中要根据采集到的数据来进行选择。
  二、曲面重构技术的应用
  (一)曲线构建要点
  数据处理工作完成以后,就是应用曲面重构技术来对汽车轮毂曲面进行设计和处理。第一步工作就是进行汽车轮毂曲线的构建工作。根据汽车制造的要求或者是用户个性化定制的要求,工作人员应该先划分出二次曲面的区域,对于不同的曲面能够使用不同的方法进行确定,将所有的曲面确定以后,就能够进行自由曲面的重构。比如说对于设计图中的圆柱面,能够使用截面线和矢量来进行确定。
  在进行取车轮毂曲线构建时,一般使用的软件就是imageware软件,使用这个软件最大的好处就是保证曲线重构特征线的精度,能够保证特征线在出现误差允许的范围以内,进而能够充分保证汽车轮毂的制造质量。工作人员需要将特征曲线导入进imageware软件中,然后对曲线进行处理。如果特征线在误差范围以外,可以使用旧的曲线中特征点重新构建新曲线图。如果特征线在误差范围以内,工作人员可以使用桥接的方式将特征曲线进行光滑过度,为后续曲面拼接和光顺奠定良好的数据基础[4]。另外需要工作人员注意的是,在调整特征曲线的过程中,一定要注意调整的次数,通过实际的工作经验可以发现,调整的次数越多特征曲线出现误差的几率就越大,所以如果在实际工作中可以设定一个固定的调整次数,如果调整的实际次数大于固定次数,那工作人员可以将数据进行重新提取处理,然后重新确定汽车轮毂曲面模型中的多个曲面,最终将新的特征线导入软件中,重复上述工作。这样做能够充分保证制造出来的汽车轮毂曲面能够满足实际的市场需求和使用要求。
  (二)曲面拼接以及光顺的技术要点
  在整个汽车轮毂曲面重构的过程中,需要重构的曲面有很多,所以还需要进行曲面拼接以及光顺工作,满足用户对汽车轮毂外观和使用的要求。现阶段在进行这一步工作的过程中,往往能够使用特殊的电脑算法和命令将调整好的曲线处理成为曲面,这样能够充分保证曲面便捷曲率的连续性。在曲面模型构建完成以后,工作人员要结合具体的数据来检查曲面中存在的误差,既要检查点到面的误差能够满足实际的使用要求,有时还需要检查模型构建的曲面光顺度。在进行最后的构面工作时,工作人员一定要注意不要将面做到太碎,这样不利于下一步工作增加圆角或者是增厚等特殊要求的落实,同时也不下一步编程加工,会增加刀路的计算量。
  (三)实体重构以及误差检测要点
  最后就是实现三维实体重构目标,在上一步工作完成以后,需要对整个汽车轮毂进行三维实体模型重构。工作人员进行这一步工作时,能够使用规模化处理数据的技术来提高自己工作的质量和效率。然后就是对实际的三维实体模型进行误差检测。无论是什么模型重构方法,一定要有的工作就是对模型的误差进行检测。这样主要能起到两个作用。第一就是能够降低实际生产制造过程中出现问题的几率,第二就是能够在检测过程中帮助工作人员积累工作经验。使用逆向工程技术对汽车轮毂曲面重构进行检测的办法其实很简单,就是将一开始的点云数据进行重新的筛选和简化,然后进行曲线重构和曲面重构,然后再进行实体重构,最后将这些工作流程重新落实得到的实际工作成果和第一次的工作成果进行对比,通过误差分析图来检测曲面重构工作的质量。
  结束语
  应用逆向工程技术在汽车轮毂曲面重构中,最直接的影响就是提高生产的质量和效率,通过这种技术能够降低实际生产制造过程中资源浪费的几率。同时使用逆向工程技术能够提高生产制造汽车轮毂的精度,能够满足现阶段我国对汽车个性化、定制化需求的发展要求,能够帮助我国的汽车制造企业获得相对良好的社会效益和经济效益。
  参考文献
  [1]杨明霞.逆向工程造型关键技术解析[J].南方农机,2019,50(16):242-243.
  [2]王娟.基于Imageware的逆向工程在汽车模型上的应用研究[J].山东工业技术,2019,280(2):158-159.
  [3]李宇,金星,唐静波,等.基于逆向工程技术的汽车模型复杂曲面设计与分析[J].汽车实用技术,2019,283(4):115-116.
  [4]周渝庆.基于逆向工程的汽车前围板模型重建技术研究[J].进展:科学视界,2020(1):20-21.
  作者简介:闵承启,(1991-),汉族,助教、本科学历;主研领域:机械设计制造及自动化、工作单位:柳州铁道职业技术学院
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