基于逆向工程的汽車座椅設(shè)計

摘 要：通過逆向工程技術(shù)在汽車內(nèi)飾件產(chǎn)品開發(fā)中的運用，使產(chǎn)品的開發(fā)過程更加快速、可靠，縮短整個產(chǎn)品開發(fā)周期。針對汽車座椅的復(fù)雜外形，基于Catia軟件平臺，完成了三維點云處理，曲面重建和實體構(gòu)建，并將重建結(jié)果與實際座椅點云數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，分析誤差不斷優(yōu)化，完成了汽車座椅的逆向設(shè)計。

關(guān)鍵詞：逆向工程 座椅 Catia

中圖分類號：U463 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2012）12（c）-0094-01

逆向工程（Reverse Engineering），也稱為反求工程，是指從實物樣件獲取產(chǎn)品數(shù)學(xué)模型，消化吸收，挖掘其內(nèi)在設(shè)計并進(jìn)而開發(fā)出同類的先進(jìn)產(chǎn)品的一系列先進(jìn)技術(shù)、方法手段的綜合應(yīng)用。逆向工程技術(shù)已被廣泛地應(yīng)用于航空航天、汽車制造等領(lǐng)域中。目前汽車內(nèi)飾設(shè)計領(lǐng)域，已逐步走上了數(shù)字化和高科技的發(fā)展軌道。本文以某車型汽車座椅樣件為研究對象，論述了基于Catia軟件的汽車座椅的逆向設(shè)計步驟。

1 點云處理

進(jìn)入Catia數(shù)字曲面編輯器（Digtized Shape Editor）模塊，導(dǎo)入座椅點云數(shù)據(jù)。將一些多余的噪聲點刪掉，為了更好的辨識點云的各個特征，首先需對點云進(jìn)行網(wǎng)格化處理。因為汽車座椅多為復(fù)雜自由曲面[3]，采用3D Masher執(zhí)行模式。對點云進(jìn)行網(wǎng)格化。

2 曲面重建

把座椅點云分成四個部分來處理，包括靠背、坐墊、頭枕、扶手。其中靠背主要采用平面和多截面曲面。首先在轉(zhuǎn)換的軸系下作圖，將平面偏移到靠背平面一條特征楞弧的高峰低谷處，分別進(jìn)入3個平面草圖畫交線，繪制特征線。并使用多截面曲面命令，將所畫的草圖高峰低谷每三條線擬合成曲面。調(diào)整好后，將所做的多截面曲面鏡像構(gòu)建坐墊平面。應(yīng)用多界面曲面命令，構(gòu)建其他外沿曲面，構(gòu)建靠背整體曲面。結(jié)果如圖1所示。坐墊和靠背的做法相似，其結(jié)果如圖2所示。在坐墊側(cè)面支架點云上畫直線，利用拉伸命令構(gòu)建平面，利用橋接、倒角等命令修建構(gòu)建支架曲面如圖3所示。頭枕是由多個曲面拼接構(gòu)成，需對構(gòu)建的特征線采用掃掠方法重建曲面，并進(jìn)行橋接。結(jié)果如圖4所示。扶手是由平面構(gòu)成。是對各側(cè)平面進(jìn)行修剪、倒角、整合，結(jié)果如圖5所示。

3 實體構(gòu)建

將做好的曲面生成實體，使用封閉曲面命令，對做好的座椅靠背、坐墊、頭枕和扶手分別生成實體。對于坐墊兩側(cè)的支架，使用增厚成體命令，最終生成實體座椅如圖6所示。

4 結(jié)論

逆向工程后處理的好壞將直接影響到零件重構(gòu)的精度，曲面重建時要不斷調(diào)整曲面更加使其貼合點云，提高重建曲面的質(zhì)量與精度。逆向設(shè)計作為一種先進(jìn)的汽車內(nèi)飾設(shè)計方法，它能快速而準(zhǔn)確地建立新產(chǎn)品的數(shù)字化模型，大大縮短新產(chǎn)品的研發(fā)周期，提高企業(yè)生產(chǎn)效率。

參考文獻(xiàn)

[1] 董三鋒，吳小晴，馮蘭芳.基于反求工程的汽車內(nèi)飾件逆向沒計[J].機(jī)械設(shè)計與制造，2009（11）.

[2] 周煜，杜發(fā)榮，高峰.基于Imageware軟件的汽車內(nèi)飾逆向設(shè)計方法[J].機(jī)械設(shè)計，2006，23（8）.

[3] 胡小強(qiáng)，王楓紅，王永根，等.基于Image ware和UG的兒童汽車安全座椅的逆向模型重建[J].現(xiàn)代制造工程，2011（4）.