专利名称：一种驾驶室虚拟逆向设计方法
技术领域：
本发明涉及一种驾驶室虚拟逆向设计方法，可适用于各种类型的特重异型汽车驾驶室设计。
背景技术：
目前国内外设计驾驶室的方法由初步设计和技术设计两个阶段组成，其特点是通过实物和图纸来传递信息，包括制作1 5的油泥模型、全尺寸油泥模型以及随整车做可靠性试验等相关步骤。这种方法主要存在下述缺点是1、整个驾驶室开发和生产准备的周期长。采用该技术在国内一般需要3 5年的时间，而制作1 1的油泥模型并取样绘制主图板还将要耗费大量时间、人力和物力，而且初始设计的可信度相当低，为了产品定型只能依靠样车试制和实验分析验证，逐步修改设计，这一般都需要3次以上，周期相当长。2、累积误差大。雕刻油泥模型主要依靠人眼来判断形状和连接的光顺性，但汽车造型的圆弧面是很难通过人眼判断其是否光滑，而目前汽车造型又以圆弧化为时尚，圆弧面及小角落很难雕刻，这样就会产生初始的油泥模型误差，而采用三坐标机进行测量也多采用接触式测头，采集测点数目有限，会丢失一些关键点，所以不能真实反映一些曲面的特征，造成测量误差。为了克服上述缺点，我们提出了一种新的设计方法。
发明内容
本发明是一种驾驶室虚拟逆向设计方法，主要是采用现代软件技术正向虚拟设计与逆向设计相结合，理论计算与实验检测相结合，先进制造工艺与传统工艺相结合的一种设计方法。其设计方法主要过程的特征是首先，按照用户或市场需求设计出理想的驾驶室外观效果图，再根据效果图进行外观三维建模，建立驾驶室数据模型，然后采用泡沫加工中心设备对驾驶室模型进行分块加工，粘接出虚拟驾驶室外形样品，根据评审修改后的驾驶室泡沫模型样品进行测绘，逆向设计，再将修改后的三维数模进行结构设计和工艺分解，按照初步设计结构进行1 1实物样件试制，反复评审修改实物样件，合格后扫描修改后的实物样件，最终修改完善并确定三维数模，最后进行道路模拟可靠性试验，进入模具开发小批量试产阶段。一种驾驶室虚拟逆向设计方法，它的主要步骤如下1、驾驶室外观造型设计，根据用户或市场需求，采用外观造型软件技术进行初步的外观效果图设计，绘制出达到要求的外观造型效果图；2、按照外观造型效果图进行三维建模设计，采用三维软件技术对产品造型按设定坐标分割同步设计形体单元进行产品外形三维虚拟设计；3、采用三维软件技术对虚拟的驾驶室三维数模外形进行光顺性设计及模拟分析；0011]4、将虚拟驾驶室的三维数模传经分块编程设计输到三轴泡沫加工机床上进行加工，将分块加工出来的模型按数模尺寸进行粘接，粘结出完整的1 1泡沫模型驾驶室样
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m ；5、对泡沫模型样品进行评审，若符合设计要求并无修改则进入手工简易模样车试制阶段，若不符合设计要求需修改则采用手工修整，直到泡沫模型达到符合要求为止；6、对修改后的1 1泡沫模型驾驶室采用激光三坐标测量机进行测绘，获得三维表面数据，采集数据后形成数模网格；7、对扫描后的数据进行逆向设计和光顺渲染处理，修改原始三维数模，达到合格为止；8、按照修改后的三维数模再次进行泡沫模型驾驶室加工与制作；9、对再加工的泡沫模型驾驶室进行反复多次评审与修改，直到达到理想效果为止；10、对经几轮修改后的数模进行详细结构设计和工艺分解，按照三维外形图设计每个零部9件的结构形状以及搭接关系，采用简易模具进行实物1 1样车试制；11、对制造出的实物样品进行评审，达到理想效果则进入可靠性试验及模具开发阶段，需修改则采用手工修改实物样品，直到达到理想效果为止；12、对修改后的实物样品再次进行激光扫描，逆向处理，与原始数模进行对比修改；13、实物模型与数模定型后，驾驶室样品转入到专用试验设备上进行道路模拟振动试验；14、对数模进行光顺性分析，修改完善设计数据；15、数模固化，按照部件结构图样设计制造模具。本发明的有益效果是缩短了设计周期，提高了设计成功率，减少返工次数，同时降低设计了难度系数，减轻了实物样品试制的工作量。
下面结合附图对本发明做进一步描述。图1是驾驶室设计制造流程2是驾驶室外观造型示意3是泡沫模型驾驶室部件加工示意4是泡沫模型驾驶室模型示意5是对泡沫模型驾驶室逆向扫描示意6是1 1手工制作的样件示意7是装配完整的实物样车示意8是实物样车在振动试验台上试验示意中(1)外观造型效果图( 泡沫板材( 泡沫加工机床(4)泡沫模型驾驶室(5)激光三坐标测量机(6) 1 1实物手工壳体样件(7)1 1实物装配完整样车(8)驾驶室专用振动试验台
具体实施例方式结合附图，本发明以平头轻型卡车驾驶室为例作说明，其它类型驾驶室可参照本例进行研发。一、根据用户或市场需求，采用外观造型软件技术进行初步的外观效果图设计，绘制出达到要求的外观造型效果图(1)，对(1)进行评审修改，直到方案效果图确定；二、按照最终确定的效果图进行外观形状三维建模，建立虚拟驾驶室模型，再根据设计总布置要求采用三维软件绘制驾驶室外形尺寸，对照虚拟驾驶室进行数模评审修改；三、采用三维软件技术对虚拟的驾驶室三维数模外形进行光顺性设计及模拟分析；四、将虚拟驾驶室的三维数模经分块编程设计后传输到三轴泡沫加工机床(3) 上，用密度为16kg/m2的泡沫板材( 按照数模尺寸在三轴泡沫加工机床( 上进行分块加工，再将加工出来的块状模型粘接成1 1泡沫模型驾驶室0);五、对泡沫模型驾驶室(4)进行评审，若符合设计要求并无修改则进入手工简易模样车试制阶段，若不符合设计要求则需采用手工修整，直到达到符合要求为止；六、对修改后的泡沫模型驾驶室(4)采用激光三坐标测量机( 进行接触式和非接触式方式扫描，获得三维表面数据，形成数模网格；七、对扫描后的数据进行逆向设计和光顺渲染处理，修改原始三维数模，达到符合要求为止；八、按照修改后的三维数模再次进行泡沫模型驾驶室(4)加工与制作；九、对再加工的泡沫模型驾驶室(4)进行反复多次评审与修改，直到达到理想效果为止；十、对经几轮修改后的数模进行详细结构设计和工艺分解，按照三维外形图设计每个零部件的结构形状以及搭接关系，采用简易模具进行实物1 1样车试制；十一、按照评审修改后的数模下发试制用工程图，采用简易模具手工制作1 1实物样件(6)；十二、将制作出的实物样件按照设计要求配置装配完成，进行产品结构和工艺评审，若符合设计要求则进入逆向扫描，完善数模设计，若不符合设计要求需则按评审意见进行设计更改和实物修改，直到符合要求；十三、将装配完整的实物样车(7)安装在振动试验台(8)上进行道路模拟试验，检测驾驶室强度和设计结构是否达到可靠性标准要求；十四、根据试验检测分析的结果修改完善三维数模，再进行评审和光顺性设计；十五、最后三维数模固化，按照修改后的部件结构形状设计制造模具。特别说明a、采用的泡沫板密度应为16kg/m2，低于此数值加工出来的形状不清晰，高于此数值则加工困难。b、加工泡沫板的设备应为专用设备，所采用的刀具是专用刀具。C、应使用测量精度0. 004mm 0. 012mm的三坐标测量机，测量范围应大于3m*5m。d、手工修改泡沫和手工制作样件的人员应具有经验丰富，熟悉了解驾驶室结构，会识图。
权利要求
1.一种驾驶室虚拟逆向设计方法，主要是采用现代软件技术正向虚拟设计与逆向设计相结合，理论计算与实验检测相结合，先进制造工艺与传统工艺相结合的一种设计方法，其设计方法主要过程的特征是首先，按照用户或市场需求设计出理想的驾驶室外观效果图， 再根据效果图进行外观三维建模，建立驾驶室数据模型，然后采用泡沫加工中心设备对驾驶室模型进行分块加工，粘接出虚拟驾驶室外形样品，根据评审修改后的驾驶室泡沫模型样品进行测绘，逆向设计，再将修改后的三维数模进行结构设计和工艺分解，按照初步设计结构进行1 1实物样件试制，反复评审修改实物样件，合格后扫描修改后的实物样件，最终修改完善并确定三维数模，最后进行道路模拟可靠性试验，进入模具开发小批量试产阶段。
2.根据权利要求1所述的一种驾驶室虚拟逆向设计方法，其特征在于所述的按照外观效果图进行三维建模，是按设定坐标分割同步设计形体单元。
3.根据权利要求1所述的一种驾驶室虚拟逆向设计方法，其特征在于所述的驾驶室泡沫模型，是加工泡沫形体单元三维数模传输到数控泡沫加工机床C3)上进行加工，将加工出的泡沫形体按照三维数模进行拼接。
4.根据权利要求1所述的一种驾驶室虚拟逆向设计方法，其特征在于所述的修改三维数模进行逆向设计，是对三维数模进行光顺设计和渲染处理，获得三维表面数据。
5.根据权利要求1所述的一种驾驶室虚拟逆向设计方法，其特征在于所述的进行部件结构和工艺分解，是按照三维外形图设计每个零部件的结构形状以及搭接关系。
6.根据权利要求1所述的一种驾驶室虚拟逆向设计方法，其特征在于所述的制造 1 1实物样件(6)和进行道路模拟试验，是按照部件图进行1 1实物样件试制，修改完善实物样件(7)并装配完整，安装在振动试验台(8)上进行道路模拟试验。
全文摘要
一种驾驶室虚拟逆向设计方法，其主要技术特征是首先，按照用户或市场需求设计出理想的驾驶室外观效果图，再根据效果图进行外观三维建模，建立驾驶室数据模型，然后采用泡沫加工中心设备对驾驶室模型进行分块加工，粘接出虚拟驾驶室外形样品，根据评审修改后的驾驶室泡沫模型样品进行测绘，逆向设计，再将修改后的三维数模进行结构设计和工艺分解，按照初步设计结构进行1∶1实物样件试制，评审合格后扫描的实物样件，最终修改完善并确定三维数模，最后进行道路模拟可靠性试验，进入模具开发小批量试产阶段。该方法解决了驾驶室设计开发过程中同步设计的问题，缩短了设计周期，提高了设计成功率，减少返工次数，具有一定的推广应用价值。
文档编号G06F17/50GK102375911SQ201110315039
公开日2012年3月14日 申请日期2011年10月17日 优先权日2011年10月17日
发明者周艳玲, 李永清, 江正平, 苏建军 申请人:湖北省齐星汽车车身股份有限公司