基于Siemens NX的車身輪廓參數(shù)化逆向重構(gòu).pdf

1、逆向設(shè)計(jì)是車身設(shè)計(jì)過程中的重要技術(shù)手段，通過測量所得的云點(diǎn)數(shù)據(jù)快速構(gòu)建輪廓及曲面是其核心內(nèi)容。車身是一個(gè)復(fù)雜的裝配體，其中，大量孔位、輪廓的重建精度對整車的裝配精度，測量坐標(biāo)系與整車坐標(biāo)系的匹配、后續(xù)的曲面建模的質(zhì)量等一系列關(guān)鍵環(huán)節(jié)具有重要影響。目前主流的CAD軟件、逆向工程軟件均提供了基于云點(diǎn)數(shù)據(jù)的快速自動(dòng)曲線重構(gòu)功能，可以通過云點(diǎn)數(shù)據(jù)自動(dòng)構(gòu)建單一曲線，但這種方法并不能完全滿足車身逆向的需求。在很多具體的應(yīng)用環(huán)境中，工程師仍然不得不采

2、用繁瑣的手工過程來完成孔位、輪廓的重建。其根本原因在于車身孔位是由多段不同形式曲線構(gòu)成的復(fù)雜輪廓，構(gòu)成輪廓的曲線段之間存在復(fù)雜的幾何約束與尺寸關(guān)聯(lián)，不同輪廓之間也存在多樣的分布規(guī)則。目前，就單一曲線進(jìn)行逆向的方法，無法充分反映這種輪廓的內(nèi)在關(guān)聯(lián)和輪廓之間的相互關(guān)系。
　　本文對上述問題進(jìn)行探討，分析了目前車身輪廓、孔位逆向設(shè)計(jì)的一般方法，對自動(dòng)曲線重建與手工逆向進(jìn)行對比。對于自動(dòng)曲線重構(gòu)而言，通過單一曲線段的累加構(gòu)成的孔位輪廓忽略

3、了輪廓的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，無法充分滿足車身及零部件逆向的要求;而進(jìn)行手工重建的工程師則了解其內(nèi)部規(guī)則和分布規(guī)律，有能力維持輪廓的合理性，但需要消耗大量時(shí)間進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，以便使輪廓與測量數(shù)據(jù)吻合。本文力圖追尋設(shè)計(jì)師的手工設(shè)計(jì)過程，通過將手工過程自動(dòng)化，在保證輪廓精度、合理性的同時(shí)，提高設(shè)計(jì)效率。
　　本文以現(xiàn)有CAD平臺為基礎(chǔ)，提出將設(shè)計(jì)規(guī)則、輪廓的內(nèi)在關(guān)聯(lián)及外在關(guān)系內(nèi)嵌于參數(shù)化模型，在充分考慮輪廓區(qū)域云點(diǎn)數(shù)據(jù)分布特性的情況下，通過參數(shù)迭代

4、替換設(shè)計(jì)師的手工修改，使用優(yōu)化方法完成復(fù)雜輪廓的自動(dòng)重建。以輪廓重建代替現(xiàn)有的曲線重建，以此保證構(gòu)成輪廓的各曲線段之間的幾何關(guān)聯(lián)與參數(shù)關(guān)聯(lián)。
　　同時(shí)，車身輪廓曲線的復(fù)雜性、多樣性，使得在數(shù)學(xué)上難以為每一種情況都提供直接解法以完成基于云點(diǎn)的自動(dòng)重建，而基于優(yōu)化方法的參數(shù)輪廓重構(gòu)可以較好的回避這一問題，從而使得自動(dòng)曲線、輪廓的重構(gòu)模塊能夠涵蓋更大的應(yīng)用范圍。
　　本文基于Siemens NX軟件平臺，利用UG/KF技術(shù)與UG/