汽车车身逆向造型设计流程,知道这七点,很重要

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1、参考车身局部改型

在精心雕琢参考样车与车身的局部选型时,我们必须慎之又慎,确保每一次修改都不会动摇原车身结构的坚固基石。可靠性与工艺性,如同车身的灵魂与骨架,缺一不可。我们应秉持着对原车身结构分块思想的尊重与延续,巧妙地运用其联接方式,让每一次改变都和谐融入其中。特别是对于那些灵动活泼的运动部件,我们更应珍视其原有的特性,并在此基础上进行细致的分析与调整。如此,我们便能在保持原车身可靠性与工艺性的基础上,赋予其新的生命力,确保每一步的改变都如同锦上添花,而非埋下风险的种子。让我们以匠人的心态,精心打磨每一处细节,让每一次的改进都成为提升整体品质的关键一步,共同打造出一款既继承经典又独具匠心的杰作。在对参考样车与车身做局部选型修改时,必须考虑不能影响原车身结构的可靠性、结构工艺性。尽可能延用原车身的结构分块思想与联接方式,对于运动部件要延用,并做出必要分析,这样就可以继承原车身的可靠性与工艺性,不产生风险。

2、模型样车的测量、扫描

数据采集,这一环节在数据处理与模型重建中占据着基石般的位置,犹如大厦之基,稳固而关键。若缺乏高精度的数据采集技术与设备,那么无论后续工作如何努力,都难以打造出高水平的模型,如同巧妇难为无米之炊。在点云数据的测量方式中,我们主要采用的是接触式和非接触式两种方法。接触式测量,就如同用手触摸物体的每一寸肌肤,虽然精准,但耗时耗力;而非接触式测量,则如同摄影师用镜头捕捉物体的轮廓,既快速又高效。两者各有千秋,但共同构成了点云数据采集的完整画卷。

1)测量步骤

A、车身模型坐标系的确定

B、贴车身Mark点

在车身测量领域,现代科技引领潮流,非接触测量方法已蔚然成风。其中,结构光照相法更是备受青睐。这一方法的精髓在于点云片的拼接技术,它如同一位巧夺天工的艺术家,将零散的碎片巧妙地组合成一幅完整的画卷。在实施过程中,首先,我们在车身表面轻轻喷洒一层乳白色的显像剂,宛如给车身披上了一层神秘的薄纱。随后,在车身的关键部位贴上Mark标记点,这些点如同星辰般散落在车身之上,为后续的测量提供了精确的坐标。这些Mark标记点不仅是测量的基准,更是点云片拼接的关键所在。它们如同指南针,引导着测量设备精确地捕捉车身的每一个细节。通过这一技术,我们能够获得车身的精确数据,为后续的制造和维修提供有力的支持。如下图所示。

在贴标志点时,应避免将它们连成直线,而是应遵循一定的原则:确保每个三维扫描的幅面范围内都有四个标记点,并且这四个点应尽量分散,避免孤立位置和曲率剧烈变化的地方。这样做的目的是,在未来的拼接过程中,能够最大限度地减小拼接误差,确保测量结果的准确性。贴标记点的质量直接关系到最终测量的精度。虽然随着计算机技术和图像处理技术的飞速发展,单幅点云的精度普遍较高,但不同扫描系统之间的质量差异往往源于点云拼接技术的不同。即便是使用相同的扫描系统,若未能熟练掌握标记点的贴法技巧,测量结果也可能大相径庭。因此,在进行三维扫描时,我们必须精心选择并贴好每一个标记点,它们就像是拼图游戏中的关键碎片,只有正确放置,才能拼出完美的画面。只有这样,我们才能确保扫描的精度和准确性,为后续的数据处理和分析奠定坚实的基础。

C、测量车身Mark点

D、车身曲面片测量

采用三维扫描仪测量,当标记点测量之后,一般在进行这部分测量的时候,测量的顺序就没有过高的要求,因为测量的每一片点云是靠上面的标记点进行拼接的。也就是点云片之间没有误差累积的问题。测量的时候,要注意的是测量的每一片点云至少要包含三到四个标记点,包含的越多,拼接的精度越高。因为拼接时是点云片上标记点要与已经测量的标记点框架要匹配。因为两次测量,就是对与同一个标记点也会存在测量误差。所以在拼接的时候,点云片上的标记点都要参与标记点框架的匹配,这样测量误差就会减小。这部分的技术关键主要有:

a、测量的角度与距离要严格按照扫描仪器上所要求的操作规范;

b、测量环境,如环境光线的强弱要满足测量要求;

c、测量的每一片点云范围要包含尽量多的标记点;

d、相临的点云片的重叠部分以30mm为基准即可。

2)扫描

一般的三维扫描系统,在测量的过程,点云就可以自动拼接到标记点框架子上了。也有测量系统要其他的软件进行拼接。不管采用何种办法拼接,关键是能否保证测量的精度和效率,这是关键。车身测量完成之后,可以获得asc码、stl码等格式的数据文件,里面包含的就是车身的三维点数据(x、y、z)。

3、车身拆解及测量描绘

由于参考样车车身是一个装配总成,要获得所有零部件全面三维信息,必须对样车“进行拆解”,一方面获得每一个零件的全面数据,另一方面取得装配(焊接)工艺过程。

4、测量描绘数据处理

1)数据的预处理

在车身测量的过程中,由于光线的明暗、辅助工具的的介入、测量仪器的偶然因素、操作者的操作水平等因素,如果采用接触式测量,测量时的震动等都会对测量出来的数据点都可能产生一定的影响,测到的点是错误的,我们可以认为是测量噪声或坏点。不论采用什么方法测量都会产生坏点,一般是不可能全部避免的,关键是要掌握如何剔除的方法。

A、首先要反复观察被测量的物体与已经测量的点云数据,坏点非常容易断,比如测量车身,有些数据点跑到车身的外面或内部,这就是坏点,必须手工删除或采用软件删除。如下图:

B、软件剔除,比如剔除远离的分散点等,但是有时效果不太好。

C、有时直接观察离散点,因为没有消隐,分辨起来有一定的困难,这时可以将点云进行铺面(做成三角面)渲染,使点云看起来比较像实体,就非常方便消除坏点了。

数据点过滤,在测量的过程中,特别是采用非接触法测量车辆,数据点数量非常庞大。在做逆向过程中,点云是做参考使用的,因此,有些位置的数据点没有必要太多,比如平面、平坦的曲面等。在不影响逆向设计的情况下,要将测量的数据点过滤掉一部分。可以大幅度地减少占用计算机的内存,处理的速度和效率都可以大幅度地提高。过滤主要采用等半径区域过滤和定弦高方法两种方法。等半径区域过滤过滤方法主要适合,曲面比较平坦的场合。定弦高方法主要适合曲面变化比较大的场合,该方法处理的效果是曲面比较平坦的地方,点比较稀疏,曲面变化剧烈的地方,点的数量比较多一些。通常采用这种方法的时候,仍然要限制相临点之间的距离,以方便以后的操作,过滤之后结果如图

2)点云的渲染

对点云铺面渲染,点云看起来比较像实体,如下图所示。这样操作的目的是便于后续在做曲面的时候,容易分析曲面的大小,方便曲面规划设计等。

5、表面曲面光顺处理及制作

6、车身零部件曲线、曲面重建

在精确的表面光洁度和测量点之上,我们根据每个零件的独特特性,运用先进的三维曲面建模软件,该软件基于Bezier曲线、B样条、NURBS曲线和曲面理论等核心技术。这款软件能够精确描绘出零件的三维形态,为我们提供每个零件详尽的数字化信息。这些信息不仅详细描述了零件的几何特征,而且为后续的零件加工提供了精确、可靠的依据。通过这种数字化建模方式,我们确保了零件制造的精确性和效率,为工业制造领域带来了革命性的变革。

7、三维数学模型虚拟装配与检查

在正向工程中,车身的设计与构建往往是有序而单一的,然而,在车身逆向工程中,众多工程师需要同时进行曲面的三维重新建模。为了确保这些零部件能够精准地还原原参考样车的装配(焊)关系,我们需要在计算机的虚拟环境中,对每一个零部件的数学模型进行详尽的虚拟装配。这是一种对细节的追求,是对每个部件之间关系的细致协调。通过这种方式,我们能够在真实操作之前,预先发现并修正可能存在的问题,确保最终的产品能够准确无误地展现出原样车的风采。

THE END
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