车身逆向设计作业指导书.pdf

1、上海同济同捷科技股份有限公司 文件名称:汽车车身逆向设计作业指导书 文件编号:YJYP0004A1-2004 归口部门:研究院 文件版本号: A1 页码: 1/18 文件编号：YJY P0004A1-2004 文件名称：汽车车身逆向设计作业指导书 编制： 日期： 审核： 日期： 批准： 日期： 发布日期：年 月 日 实施日期：年 月 日 前 言 为使本公司汽车逆向设计规范化，参考国内外汽车逆向设计的技术要求，结 合本公司已经开发车型的经验，编制本汽车逆向设计指导书。意在对本公司设计 人员在逆向设计的过程中起到一种指导操作的作用，让一些不熟悉或者不太熟悉 逆向设计的员工有所依据，在设计的过程中少

2、走些弯路，提高车身逆向设计的效 率和精度！本作业指导书将在本公司所有车型逆向开发设计中贯彻，并在实践中 进一步提高完善。 本标准于 2004年 XX月 XX 日起实施。 本标准由上海同济同捷科技股份有限公司技术总监室提出。 本标准由上海同济同捷科技股份有限公司技术总监室负责归口管理。 本标准主要起草人：胡国辉、周伟 1. 逆向设计流程 上游部门的点云 （4）分析点云、去除杂点 （8）样件特征分析 （7）局部合并点云分层 （9）样件特征分级 检查点云 是否符合要求？ Y N （3）校正坐标或自定义坐标 特征是否保持完好？ N （5）点云局部合并 （6）局部合并点云细化 5/6/7步骤是否合理？

3、Y N 特征是否易于辨别？ N （10）特征区分：特征面、特征线、特征点 （11）提取特征 （13）特征拟合 （14）拟合特征编辑 （17）关键尺寸圆整、编辑 （20）倒角、修饰特征加入、编辑 （19）导入截面线、截面点 （22）总体检查 （16）导入 UG 软件处理 （15）所有拟合特征误差分析 （12）点云处理 （18）圆整后特征编辑 网格化实体显示区分 Y 能否满足误差要求？ Y N （21）剩余特征加入、纺辑 是否符合要求？ N 2逆向设计流程方法 2.1 检查（调正）坐标： 2.1.2 根据钣金件的具体情况，分析哪些是零部件的定位基准（关 键孔位、关键线、关键面）？ 2.1.3 确定

4、基准后，对原坐标进行检查（检查方法可作断面截线的 方式） ，对原对齐基准进行分析、判断，作出原坐标合格与否的结 认。 2.1.4 检查合格，进行流程的下道工序；若检查不合格，对其进行 调正操作。 2.1.5 调正坐标的操作如下： 、 零部件上找出定位基准元素 （定位点、 定位线、 定位面） 。 定位点：单个点、圆心、球心、直线中点等； 定位线：直线、圆柱中心线、圆锥中心线、平面法向线等； 定位面：平面、基准平面、法平面等。 、 找出的基准元素必须能确定一个坐标系即能限定直角 坐标系的六个自由度。然后，利用找出的基准元素建立直 角坐标系。 、 将文件中的所有元素作成一个组（GROUP） ，作被对

5、齐 用。 Y （23）保存 （24）提交下游部门 、 建立相应的对齐元素。若上一步组（GROU）内有一基 准元素为一点，你就建立一基准点；若上一步组内又有一 基准元素为一直线，你就建立一基准直线；若上一步组内 又有一基准元素为一基准面，你就建立一基准面。总之你 建立的元素必需与成组的基准元素一一对应。 、 利用 SURFACE 的对齐功能（MODIFYALIGN 子 菜单下各对齐选项进行对齐操作） ，最后坐标就对齐了。然 后，对结果进行检查，如果不满意，重复进行以上五步操 作，直至合格为止。 2.2 分析点云、去除杂点。 2.2.1 观察对齐的点云， 与样件或实物进行比较。 若显示不太清楚，

6、可以用 CTRL+D弹出的对话框对点云显示进行设置，如果还没有 完全反映必需的特征，那只能重新补测。 2.2.2 若点云太密，电脑显示太慢，可以按 CRTL+D弹出的对话框 来设置点云的显示稠密程度。当样件点云周围杂点太多，可以用 SURFACE中的框选（CIRCLE SELECT）功能来去除杂点。 2.3 合并点云、分层、细化。 2.3.1 合并点云。当框选，去除杂点时或原测量点云是单块单块拼 合起来的时，我们就需要把此点云合并起来。这一步是点云处理 必需要作的一步非常重要的操作，其命令为 MODIYMERGECLOUDS。 2.3.2 对点云进行分层。为了保证点云的层次分明性，也为了保证

7、大点云的可操作性，我们强烈建议对大块点云进行必要的分层操 作。下列情况需要分层： 、 点云太大，不好操作，对不同大特征需进行分层。例： 白车身侧围、顶盖、后围等可各自单独分成一层进行处理； 、 有参考数据和被处理数据同在一起的，需进行分层操 作； 、 制作标准及规范要求。例：基准点、基准线、基准面放 在不同层。 2.3.3 对点云进行细化。各人根据自身的认识情况，对点云特征进 行区分，详细地分解各个小特征的过程，就是对点云进行细化的 过程，这样点云就清楚了，思路也有了。 2.4 样件分析。 2.4.1 图纸分析。若第三方提供的是图纸，我们应当注意其绘制标 准，绘制零体。 2.4.2 点云分析。

8、若第三方提供的是点云，没有图纸，我们应当注 意其用途、精度、具体要求及特性等。 2.4.3 实物分析。若第三方提供的是实物，并没有点云。我们应当 特别注意其功用及精度要求。这种零部件往往形似简单，其实暗 藏杀机，制作时要特别小心。 2.4.4 点云和实物分析。若第三方提供的是实物和点云，我们应 当特别注意点云的清晰性和可操作性。往往既有点云又有 实物的情况点云很可能不是很理想，制作者千万要注意。 2.5 样件特征分级 2.5.1样件特征共分 A,B ,C 三级； 2.5.2 A 级为配合面,安装基准面,功能面,定位孔,特征线等尺寸精 度要求较高的点线面,误差精度要求小于 0.5mm； 2.5.

9、3 B级为结构面,过渡面,工艺面,过渡线等尺寸精度要求一般的 点线面,误差精度要求小于 1mm； 2.5.4 C 级为过孔,工艺孔,加强筋边界等尺寸精度要求不高的点线 面,误差精度要求小于 2mm； 2.5.5 应认真分析点云和样件， 切忌把样件的制造缺陷和偏差带入 逆向设计零件中。 2.6 特征区分、特征面、特征线。 2.6.1 特别清楚的特征区分。 直接用 SURFACE软件中的点云区分 方法进行区分。 2.6.2 清楚的特征区分。 可以用 SURFACE软件中的点云区分方法 进行区分，也可在特征上单独取点云，个别似合。 2.6.3 不清楚的特征区分。根据零件的功能特性和实际情况，对点 云

10、认真对待，用三角化显示功能体现其特征，尽量根据功能 保证偏差来加以制作。 2.6.4 特征面、特征线是逆向时的关键元素，它们的判别相对比较直接，容易看得出来。 2.7 提取特征。 2.7.1直接用 SURFACE软件的功能来提取简单特征。 2.7.2直接用 SURFACE软件的 CIRCLE SELECT（框选）功能来提 取特征。 2.7.3 人为识别及提取特征。 2.8 点云处理。 2.8.1 点云太大，可直接稀释（用 SURFACE稀释功能） 。 2.8.2框选（CIRCLE SELECT）间接把点云分开，并进行处理。 2.8.3 用 SURFACE 点云特征自动分开的处理方法分开处理。

11、2.9 特征似合。 2.9.1 几何特征似合。几何特征似合比较容易，直接似合成直线、平 面、圆柱、圆锥、球等。 2.9.2自由特征似合。自由特征似合比较困难，一般都需要利用传统 的制作方法：由点到线再到面的成型形式。所以，自由特征似 合建立关键是建立关键点、关键线、关键面。只有在点、线上 下功夫，自由特征才能作得好。 2.10 特征编辑。 2.10.1 带参数的特征编辑。带参数的特征由于有参数存在，所以比 较好编辑，只要把参数列表打开，选中要修改的参变量，双 击 ，在弹出的对话框内就可以进行想要的参数修改。 2.10.2 不带参数的特征编辑。不带参数的特征的编辑比较困难，一般没有其它方法，只好

12、重新制作一遍。所以，大家需注意， 在制作三维数模，尽量带有参数，这在制作时可能要多耗一 些时间，但日后修改就方便多了。 2.11 误差分析。 2.11.1 最大误差要求。若有些逆向件，有最大误差要求，那么，只 要最大误差不超过要求误差，逆向零部件就算合格。例：一 般的自由特征。 2.11.2 平均误差要求。 若有些逆向件， 只有平均误差要求的， 那么， 我们逆向的零部件，平均误差在要求的误差范围内，逆向零 部件就算合格。例：大部分零部件的逆向。 2.11.3 最小误差要求。若有些逆向件只有最小误差要求的，那么， 我们逆向的零部件最小误差在要求的误差范围内，逆向零部 件就算合格。例：总布置要求的

13、零部件。 2.11.4 若误差不在要求的范围内，首先需找出那些地方出离误差， 然后有针对性地进行分析及修正，直至合格为止。 2.12 导入 UG。 2.12.1 导入前的准备工作。在把 SURFACE数据导入 UG前，应当 把 SURFACE 数据转成 UG 能够接受的数据格式。例：iges 格式、imw格式等。 2.12.2 利用 UG的输入（IMPORT）功能，输入能接受的数据格式。 2.12.3 当然，如果你对 CATIA 比较熟悉，始终用 iges 的格式数据 就可以完成逆向建模工作，不用转换，从而赢得时间。 2.13 关键尺寸圆整。 2.13.1 精度要求。要圆整尺寸必需要知道设计精

14、度。若设计精度为 0.01，那么圆整尺寸也应到 0.01。 2.13.2 功能孔位及基准孔位圆。 这类孔位及相对位置的圆整相对有 规律，它们的大小一般是整数，并且符合设计规范，是有 章可循的。 2.13.3 定位尺寸圆整。此类尺寸一般为整数，制作时可根据情况充 分考虑。 2.14 大特征编辑。 2.14.1 有参数的大特征。有参数的大特征比较容易编辑，打开参数 列表，选定被修改项，设置参数值就行。 2.14.2 无参数的大特征。 无参数的大特征修改比较困难， 只能重做。 2.14.3 在编辑特征前，必需做分析，尽量少改动件，这样既节约时 间，又提高效率。 2.15 导入截面线。 2.15.1

15、截面线是边界线。截面线是边界线时，导入的截面线必需准 确，否则零部件尺寸不对。 2.15.2 截面线是孔或其它特征的边界线。此种截面线主要作切割线 用，也必需准确。 2.16 导角、编辑小特征。 2.16.1 对做好的面或体进行导角，从而使逆向物体再现。 2.16.2 当由于先前制作的面有问题时，要对面进行编辑，有时可能只对导角部分的特征进行操作，很少的修改就可以完成任 务，达到要求。 2.17 总体检查。 2.17.1 偏差检查。检查逆向好的物体与点云的偏差值，看看是否符 合要求。 2.17.2 特征检查。检查特征是否丢失，特征偏差是否符合要求。 2.17.3 孔位检查。检查孔位之间的尺寸要

16、求及圆整情况。 2.17.4 拔模角及工艺圆角检查。检查拔模角或冲压角，检查工艺圆 角。 2.18 保存。 2.18.1 版本要求。必需按被送逆向单位或部门要求，把数模转成要 求的版本格式。 2.18.2 格式要求。按被送逆向单位或部门要求，把最终的数据转换 成其要求的数据格式。 2.18.3 带参数数模保存。以配后用或修改，制作者尽量保存一份带 参数的原始数模。 2.19 提交校对。 2.19.1 按照设计时间要求， 将做好的数据提前两小时交予主管部门 负责人。 2.19.2 主管部门负责人在两小时内进行校对， 时间根据实际情况而 定，确认无误后提交所需单位，由此提交结束。 3. 逆向设计的

17、基本要求 3.1 逆向设计应符合造型设计的要求和效果。 3.2 逆向设计应满足技术协议中相关要求。 3.3 逆向设计应执行相关国家标准和企业标准。 3.4 逆向设计应符合总布置方案和结构尺寸应满足设计硬点要求。 3.5 逆向设计应满足人机工程等要求，提高可靠性。 3.6 在对被逆向件充分了解的基础上，制定处理方法和步骤。 3.7 逆向设计应遵循产品设计要求，尽量拟合成标准件、通用件；各 种逆向设计数据应准确无误。 3.8 产品逆向设计中应考虑到加工、装配、安装调试、维修的方便性 和经济性。 3.9 表面光顺质量：高可见区， A 级曲面，局部相切连续。少可见区， B 级曲面，相切连续；不可见区，

18、C 级曲面，位置连续；其执行 按相关标准执行。 3.10 逆向工程中测绘的孔径及位置尺寸要圆整，公差和形位公差标 注正确。 4. 检查分析 4.1 逆向设计首先检查分析上游部门拿过来的由点云测量所测量的数 据是否符合逆向的要求（测量特征是否完整，测量精度是否达到 规定要求，测量点云是否对齐无重点现象等） 。 4.2 应符合技术协议中有关对零件设计的要求。 4.3 应符合相关强制性标准和法规的规定。 4.4 应符合总布置尺寸和设计硬点的规定及符合人机工程的规定。 4.5 应考虑加工，装配，维修的可行性，经济性和方便性。 4.6 注塑件、冲压件、铸造件等应根据光顺的外表面和边界条件确定 拔模方向和

19、分型面等。 5. 设计要点 5.1 被逆向件的边缘要光顺，要符合工程设计要求及规范等。 5.2 孔径形状及位置尺寸要圆整，孔径符合标准化，系列化。 5.3 有拔模角度要求的零部件逆向要遵守零部件工程设计规范。 5.4 产品逆向设计中尽量采用各相关标准进行工程逆向设计，尽量采 用被逆向件的专用标准及通用标准等。 5.5 各种设计数据尺寸应准确无误，使逆向件结构强度可靠，安装稳 定牢固。 5.6 设计过程中应充分参考其它车型的成熟样件，以更深入地了解被 逆向件，降低逆向设计难度。 6. 车身结构件逆向设计方法及步骤 车身结构件(在这里特指车身内部结构件)在大多数情况下是 比较简单的，特征的分辨比较

20、清楚，特征与特征之间的连接也比 较单一，很少有复杂的质量要求比较高的过渡面，所以处理起来 相对容易。车身结构件间在很多时候都是直接点焊，它们在相互 连接处各都有翻边，所以，各件的边界条件比较充分，边界也很容易看出，这对于逆向时就提供了方便。车身的大多数结构件由 于是钣金冲压件，冲压时会产生一定的回弹，所以在精度方面并 不能像机加工件那样来要求。既然结构件的逆向设计在很多方面 都与其它外覆盖件的逆向设计存在不同，哪么，它们的逆向设计 方法固然也存在一些差异。现在，结合 Surface逆向软件，来规范 逆向设计的建模方法和步骤： （1） 对于来自上游部门或厂家的点云数据进行观察分析， 确定特 征的

21、分布和逆向建模的思路。 例：如图示： 对上图进行分析，我们发现上图中点云上有七个圆角、 六个平面、一个自由曲面特征、一个复合特征、上面有个比 较复杂的组合特征，其它特征比较容易。面对这种点云，这 样做是逆向此物体的第一步。接下来就是确定逆向建模的思 路：先做简单易行的，比如上述的六个平面；然后，自由曲面特征；再后，就是处理特征间的连接关系；最后，就是修 圆角，完成整个任务。 （2） 点云进行必要的划分 具体划分如下图示： 这样，刚才还完整的点云，现在就根据各特征分成独立的各块了。 此时，我们看起来就比较直观和容易，做起来也比较有思路了。 （3） 特征单独拟合 这就是各特征单独拟合的结果，当然，

22、这些特征拟合后 的曲面参差不齐，看起来也不是很好看，但只要稍做圆角， 那么，就容易看出了。 （4）完成圆角和过渡面 圆角和过渡面只起到修饰作用，在我们具体逆向结构件 时，最初用处不大，但最后快完成时，如果处理得不好，它 们往往会给你设置障碍。其修饰完成的结果，请看下图示： （5）最后为附加特征的加入 附加特征一般为复杂组合特征，它是加在其它特征的特 征，逆向它们时，应当有一定的先后顺序。先做完基础特征 后，再加入附加特征，最后完成整个任务。 （6）分析检查 根据数据要求，对作好的数模进行检查，从而确保数据 的准确性，保证数模的可操作性。 （7）数据的交付 把作好的数据，按客户的要求格式（如：UG的 PRT格 式；CATIAL 的 MODEL 格式等）交付，并以记录，数据交付 结束。