專利名稱：一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，可適用于各種類型的特重異型汽車駕駛室設(shè)計。
背景技術(shù)：
目前國內(nèi)外設(shè)計駕駛室的方法由初步設(shè)計和技術(shù)設(shè)計兩個階段組成，其特點是通過實物和圖紙來傳遞信息，包括制作1 5的油泥模型、全尺寸油泥模型以及隨整車做可靠性試驗等相關(guān)步驟。這種方法主要存在下述缺點是1、整個駕駛室開發(fā)和生產(chǎn)準(zhǔn)備的周期長。采用該技術(shù)在國內(nèi)一般需要3 5年的時間，而制作1 1的油泥模型并取樣繪制主圖板還將要耗費大量時間、人力和物力，而且初始設(shè)計的可信度相當(dāng)?shù)?，為了產(chǎn)品定型只能依靠樣車試制和實驗分析驗證，逐步修改設(shè)計，這一般都需要3次以上，周期相當(dāng)長。2、累積誤差大。雕刻油泥模型主要依靠人眼來判斷形狀和連接的光順性，但汽車造型的圓弧面是很難通過人眼判斷其是否光滑，而目前汽車造型又以圓弧化為時尚，圓弧面及小角落很難雕刻，這樣就會產(chǎn)生初始的油泥模型誤差，而采用三坐標(biāo)機(jī)進(jìn)行測量也多采用接觸式測頭，采集測點數(shù)目有限，會丟失一些關(guān)鍵點，所以不能真實反映一些曲面的特征，造成測量誤差。為了克服上述缺點，我們提出了一種新的設(shè)計方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明是一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，主要是采用現(xiàn)代軟件技術(shù)正向虛擬設(shè)計與逆向設(shè)計相結(jié)合，理論計算與實驗檢測相結(jié)合，先進(jìn)制造工藝與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合的一種設(shè)計方法。其設(shè)計方法主要過程的特征是首先，按照用戶或市場需求設(shè)計出理想的駕駛室外觀效果圖，再根據(jù)效果圖進(jìn)行外觀三維建模，建立駕駛室數(shù)據(jù)模型，然后采用泡沫加工中心設(shè)備對駕駛室模型進(jìn)行分塊加工，粘接出虛擬駕駛室外形樣品，根據(jù)評審修改后的駕駛室泡沫模型樣品進(jìn)行測繪，逆向設(shè)計，再將修改后的三維數(shù)模進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝分解，按照初步設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行1 1實物樣件試制，反復(fù)評審修改實物樣件，合格后掃描修改后的實物樣件，最終修改完善并確定三維數(shù)模，最后進(jìn)行道路模擬可靠性試驗，進(jìn)入模具開發(fā)小批量試產(chǎn)階段。一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，它的主要步驟如下1、駕駛室外觀造型設(shè)計，根據(jù)用戶或市場需求，采用外觀造型軟件技術(shù)進(jìn)行初步的外觀效果圖設(shè)計，繪制出達(dá)到要求的外觀造型效果圖；2、按照外觀造型效果圖進(jìn)行三維建模設(shè)計，采用三維軟件技術(shù)對產(chǎn)品造型按設(shè)定坐標(biāo)分割同步設(shè)計形體單元進(jìn)行產(chǎn)品外形三維虛擬設(shè)計；3、采用三維軟件技術(shù)對虛擬的駕駛室三維數(shù)模外形進(jìn)行光順性設(shè)計及模擬分析；0011]4、將虛擬駕駛室的三維數(shù)模傳經(jīng)分塊編程設(shè)計輸?shù)饺S泡沫加工機(jī)床上進(jìn)行加工，將分塊加工出來的模型按數(shù)模尺寸進(jìn)行粘接，粘結(jié)出完整的1 1泡沫模型駕駛室樣
P
m ；5、對泡沫模型樣品進(jìn)行評審，若符合設(shè)計要求并無修改則進(jìn)入手工簡易模樣車試制階段，若不符合設(shè)計要求需修改則采用手工修整，直到泡沫模型達(dá)到符合要求為止；6、對修改后的1 1泡沫模型駕駛室采用激光三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行測繪，獲得三維表面數(shù)據(jù)，采集數(shù)據(jù)后形成數(shù)模網(wǎng)格；7、對掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向設(shè)計和光順渲染處理，修改原始三維數(shù)模，達(dá)到合格為止；8、按照修改后的三維數(shù)模再次進(jìn)行泡沫模型駕駛室加工與制作；9、對再加工的泡沫模型駕駛室進(jìn)行反復(fù)多次評審與修改，直到達(dá)到理想效果為止；10、對經(jīng)幾輪修改后的數(shù)模進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝分解，按照三維外形圖設(shè)計每個零部9件的結(jié)構(gòu)形狀以及搭接關(guān)系，采用簡易模具進(jìn)行實物1 1樣車試制；11、對制造出的實物樣品進(jìn)行評審，達(dá)到理想效果則進(jìn)入可靠性試驗及模具開發(fā)階段，需修改則采用手工修改實物樣品，直到達(dá)到理想效果為止；12、對修改后的實物樣品再次進(jìn)行激光掃描，逆向處理，與原始數(shù)模進(jìn)行對比修改；13、實物模型與數(shù)模定型后，駕駛室樣品轉(zhuǎn)入到專用試驗設(shè)備上進(jìn)行道路模擬振動試驗；14、對數(shù)模進(jìn)行光順性分析，修改完善設(shè)計數(shù)據(jù)；15、數(shù)模固化，按照部件結(jié)構(gòu)圖樣設(shè)計制造模具。本發(fā)明的有益效果是縮短了設(shè)計周期，提高了設(shè)計成功率，減少返工次數(shù)，同時降低設(shè)計了難度系數(shù)，減輕了實物樣品試制的工作量。


下面結(jié)合附圖對本發(fā)明做進(jìn)一步描述。圖1是駕駛室設(shè)計制造流程2是駕駛室外觀造型示意3是泡沫模型駕駛室部件加工示意4是泡沫模型駕駛室模型示意5是對泡沫模型駕駛室逆向掃描示意6是1 1手工制作的樣件示意7是裝配完整的實物樣車示意8是實物樣車在振動試驗臺上試驗示意中(1)外觀造型效果圖( 泡沫板材( 泡沫加工機(jī)床(4)泡沫模型駕駛室(5)激光三坐標(biāo)測量機(jī)(6) 1 1實物手工殼體樣件(7)1 1實物裝配完整樣車(8)駕駛室專用振動試驗臺
具體實施例方式結(jié)合附圖，本發(fā)明以平頭輕型卡車駕駛室為例作說明，其它類型駕駛室可參照本例進(jìn)行研發(fā)。一、根據(jù)用戶或市場需求，采用外觀造型軟件技術(shù)進(jìn)行初步的外觀效果圖設(shè)計，繪制出達(dá)到要求的外觀造型效果圖(1)，對(1)進(jìn)行評審修改，直到方案效果圖確定；二、按照最終確定的效果圖進(jìn)行外觀形狀三維建模，建立虛擬駕駛室模型，再根據(jù)設(shè)計總布置要求采用三維軟件繪制駕駛室外形尺寸，對照虛擬駕駛室進(jìn)行數(shù)模評審修改；三、采用三維軟件技術(shù)對虛擬的駕駛室三維數(shù)模外形進(jìn)行光順性設(shè)計及模擬分析；四、將虛擬駕駛室的三維數(shù)模經(jīng)分塊編程設(shè)計后傳輸?shù)饺S泡沫加工機(jī)床(3) 上，用密度為16kg/m2的泡沫板材( 按照數(shù)模尺寸在三軸泡沫加工機(jī)床( 上進(jìn)行分塊加工，再將加工出來的塊狀模型粘接成1 1泡沫模型駕駛室0);五、對泡沫模型駕駛室(4)進(jìn)行評審，若符合設(shè)計要求并無修改則進(jìn)入手工簡易模樣車試制階段，若不符合設(shè)計要求則需采用手工修整，直到達(dá)到符合要求為止；六、對修改后的泡沫模型駕駛室(4)采用激光三坐標(biāo)測量機(jī)( 進(jìn)行接觸式和非接觸式方式掃描，獲得三維表面數(shù)據(jù)，形成數(shù)模網(wǎng)格；七、對掃描后的數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向設(shè)計和光順渲染處理，修改原始三維數(shù)模，達(dá)到符合要求為止；八、按照修改后的三維數(shù)模再次進(jìn)行泡沫模型駕駛室(4)加工與制作；九、對再加工的泡沫模型駕駛室(4)進(jìn)行反復(fù)多次評審與修改，直到達(dá)到理想效果為止；十、對經(jīng)幾輪修改后的數(shù)模進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝分解，按照三維外形圖設(shè)計每個零部件的結(jié)構(gòu)形狀以及搭接關(guān)系，采用簡易模具進(jìn)行實物1 1樣車試制；十一、按照評審修改后的數(shù)模下發(fā)試制用工程圖，采用簡易模具手工制作1 1實物樣件(6)；十二、將制作出的實物樣件按照設(shè)計要求配置裝配完成，進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和工藝評審，若符合設(shè)計要求則進(jìn)入逆向掃描，完善數(shù)模設(shè)計，若不符合設(shè)計要求需則按評審意見進(jìn)行設(shè)計更改和實物修改，直到符合要求；十三、將裝配完整的實物樣車(7)安裝在振動試驗臺(8)上進(jìn)行道路模擬試驗，檢測駕駛室強(qiáng)度和設(shè)計結(jié)構(gòu)是否達(dá)到可靠性標(biāo)準(zhǔn)要求；十四、根據(jù)試驗檢測分析的結(jié)果修改完善三維數(shù)模，再進(jìn)行評審和光順性設(shè)計；十五、最后三維數(shù)模固化，按照修改后的部件結(jié)構(gòu)形狀設(shè)計制造模具。特別說明a、采用的泡沫板密度應(yīng)為16kg/m2，低于此數(shù)值加工出來的形狀不清晰，高于此數(shù)值則加工困難。b、加工泡沫板的設(shè)備應(yīng)為專用設(shè)備，所采用的刀具是專用刀具。C、應(yīng)使用測量精度0. 004mm 0. 012mm的三坐標(biāo)測量機(jī)，測量范圍應(yīng)大于3m*5m。d、手工修改泡沫和手工制作樣件的人員應(yīng)具有經(jīng)驗豐富，熟悉了解駕駛室結(jié)構(gòu)，會識圖。
權(quán)利要求
1.一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，主要是采用現(xiàn)代軟件技術(shù)正向虛擬設(shè)計與逆向設(shè)計相結(jié)合，理論計算與實驗檢測相結(jié)合，先進(jìn)制造工藝與傳統(tǒng)工藝相結(jié)合的一種設(shè)計方法，其設(shè)計方法主要過程的特征是首先，按照用戶或市場需求設(shè)計出理想的駕駛室外觀效果圖， 再根據(jù)效果圖進(jìn)行外觀三維建模，建立駕駛室數(shù)據(jù)模型，然后采用泡沫加工中心設(shè)備對駕駛室模型進(jìn)行分塊加工，粘接出虛擬駕駛室外形樣品，根據(jù)評審修改后的駕駛室泡沫模型樣品進(jìn)行測繪，逆向設(shè)計，再將修改后的三維數(shù)模進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝分解，按照初步設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行1 1實物樣件試制，反復(fù)評審修改實物樣件，合格后掃描修改后的實物樣件，最終修改完善并確定三維數(shù)模，最后進(jìn)行道路模擬可靠性試驗，進(jìn)入模具開發(fā)小批量試產(chǎn)階段。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，其特征在于所述的按照外觀效果圖進(jìn)行三維建模，是按設(shè)定坐標(biāo)分割同步設(shè)計形體單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，其特征在于所述的駕駛室泡沫模型，是加工泡沫形體單元三維數(shù)模傳輸?shù)綌?shù)控泡沫加工機(jī)床C3)上進(jìn)行加工，將加工出的泡沫形體按照三維數(shù)模進(jìn)行拼接。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，其特征在于所述的修改三維數(shù)模進(jìn)行逆向設(shè)計，是對三維數(shù)模進(jìn)行光順設(shè)計和渲染處理，獲得三維表面數(shù)據(jù)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，其特征在于所述的進(jìn)行部件結(jié)構(gòu)和工藝分解，是按照三維外形圖設(shè)計每個零部件的結(jié)構(gòu)形狀以及搭接關(guān)系。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，其特征在于所述的制造 1 1實物樣件(6)和進(jìn)行道路模擬試驗，是按照部件圖進(jìn)行1 1實物樣件試制，修改完善實物樣件(7)并裝配完整，安裝在振動試驗臺(8)上進(jìn)行道路模擬試驗。
全文摘要
一種駕駛室虛擬逆向設(shè)計方法，其主要技術(shù)特征是首先，按照用戶或市場需求設(shè)計出理想的駕駛室外觀效果圖，再根據(jù)效果圖進(jìn)行外觀三維建模，建立駕駛室數(shù)據(jù)模型，然后采用泡沫加工中心設(shè)備對駕駛室模型進(jìn)行分塊加工，粘接出虛擬駕駛室外形樣品，根據(jù)評審修改后的駕駛室泡沫模型樣品進(jìn)行測繪，逆向設(shè)計，再將修改后的三維數(shù)模進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計和工藝分解，按照初步設(shè)計結(jié)構(gòu)進(jìn)行1∶1實物樣件試制，評審合格后掃描的實物樣件，最終修改完善并確定三維數(shù)模，最后進(jìn)行道路模擬可靠性試驗，進(jìn)入模具開發(fā)小批量試產(chǎn)階段。該方法解決了駕駛室設(shè)計開發(fā)過程中同步設(shè)計的問題，縮短了設(shè)計周期，提高了設(shè)計成功率，減少返工次數(shù)，具有一定的推廣應(yīng)用價值。
文檔編號G06F17/50GK102375911SQ201110315039
公開日2012年3月14日 申請日期2011年10月17日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月17日
發(fā)明者周艷玲, 李永清, 江正平, 蘇建軍 申請人:湖北省齊星汽車車身股份有限公司