逆向工程在汽車輪轂曲面重構(gòu)中的要點分析

摘要：隨著我國經(jīng)濟發(fā)展水平越來越高，我國居民對汽車的需求量越來越大，所以我國的汽車制造企業(yè)應該提高自己制造汽車的質(zhì)量和效率，以此獲得相對良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

關(guān)鍵詞：逆向工程;汽車輪轂曲面重構(gòu);要點措施

逆向工程技術(shù)是現(xiàn)階段已經(jīng)在我國的汽車制造業(yè)中切實使用的技術(shù)，主要滲透到實際生產(chǎn)過程的逆向工程技術(shù)有實物模型數(shù)字化技術(shù)、幾何模型重構(gòu)以及產(chǎn)品制造技術(shù)。在汽車輪轂曲面重構(gòu)中主要運用到的技術(shù)有實物模型數(shù)字化技術(shù)以及幾何模型重構(gòu)技術(shù)。具體實施的步驟就是將汽車輪轂曲面進行數(shù)據(jù)收集和處理，通過這兩種技術(shù)的應用實現(xiàn)曲面重構(gòu)的目標，以此來保證汽車輪轂生產(chǎn)制造質(zhì)量能夠滿足用戶的需求。

一、數(shù)據(jù)采集與處理

（一）數(shù)據(jù)采集

數(shù)據(jù)采集工作是保證汽車輪轂曲面重構(gòu)工作能夠順利進行的基礎[1]?，F(xiàn)階段我國汽車制造企業(yè)使用的方法大多是通過三維光學測量儀器進行數(shù)據(jù)的采集，使用這種數(shù)據(jù)采集的方法有利有弊。有利的是數(shù)據(jù)采集的相對精準，能夠為后續(xù)的曲面重構(gòu)技術(shù)落實奠定良好的數(shù)據(jù)基礎。有弊的是數(shù)據(jù)采集的數(shù)量過多，采集到的點云數(shù)據(jù)非常龐大。所以針對這個弊端，現(xiàn)階段主要有兩種處理方式，第一就是使用大容量的數(shù)據(jù)儲存設備。第二就是對采集到的數(shù)據(jù)進行精簡化。通常情況下會選擇使用數(shù)據(jù)精簡化，因為大量的點云數(shù)據(jù)不僅對會后續(xù)工作產(chǎn)生不良影響，而且龐大的點云數(shù)據(jù)中也有很多是無效數(shù)據(jù)，不會對后續(xù)工作起到良好的促進作用。

（二）數(shù)據(jù)處理

因為汽車輪轂的材料原因，采集到的點云數(shù)據(jù)中可能會存在噪聲點的現(xiàn)象，所以需要對數(shù)據(jù)進行處理。對數(shù)據(jù)進行處理的方法主要有兩種。第一種就是使用數(shù)據(jù)濾波技術(shù)，使用這種技術(shù)能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)中的誤差數(shù)據(jù)以及噪聲點數(shù)據(jù)進行良好的去除。一般會使用高斯濾波、中值濾波或者是平均濾波技術(shù)來進行，在數(shù)據(jù)處理時要考慮到數(shù)據(jù)的性質(zhì)來選擇濾波技術(shù)[2]。第二種就是使用倍率縮減方法先對數(shù)據(jù)進行簡化，然后再使用半交互半自動技術(shù)去除噪聲點[3]。這兩種數(shù)據(jù)方法各有利弊，在實際使用過程中要根據(jù)采集到的數(shù)據(jù)來進行選擇。

二、曲面重構(gòu)技術(shù)的應用

（一）曲線構(gòu)建要點

數(shù)據(jù)處理工作完成以后，就是應用曲面重構(gòu)技術(shù)來對汽車輪轂曲面進行設計和處理。第一步工作就是進行汽車輪轂曲線的構(gòu)建工作。根據(jù)汽車制造的要求或者是用戶個性化定制的要求，工作人員應該先劃分出二次曲面的區(qū)域，對于不同的曲面能夠使用不同的方法進行確定，將所有的曲面確定以后，就能夠進行自由曲面的重構(gòu)。比如說對于設計圖中的圓柱面，能夠使用截面線和矢量來進行確定。

在進行取車輪轂曲線構(gòu)建時，一般使用的軟件就是imageware軟件，使用這個軟件最大的好處就是保證曲線重構(gòu)特征線的精度，能夠保證特征線在出現(xiàn)誤差允許的范圍以內(nèi)，進而能夠充分保證汽車輪轂的制造質(zhì)量。工作人員需要將特征曲線導入進imageware軟件中，然后對曲線進行處理。如果特征線在誤差范圍以外，可以使用舊的曲線中特征點重新構(gòu)建新曲線圖。如果特征線在誤差范圍以內(nèi)，工作人員可以使用橋接的方式將特征曲線進行光滑過度，為后續(xù)曲面拼接和光順奠定良好的數(shù)據(jù)基礎[4]。另外需要工作人員注意的是，在調(diào)整特征曲線的過程中，一定要注意調(diào)整的次數(shù)，通過實際的工作經(jīng)驗可以發(fā)現(xiàn)，調(diào)整的次數(shù)越多特征曲線出現(xiàn)誤差的幾率就越大，所以如果在實際工作中可以設定一個固定的調(diào)整次數(shù)，如果調(diào)整的實際次數(shù)大于固定次數(shù)，那工作人員可以將數(shù)據(jù)進行重新提取處理，然后重新確定汽車輪轂曲面模型中的多個曲面，最終將新的特征線導入軟件中，重復上述工作。這樣做能夠充分保證制造出來的汽車輪轂曲面能夠滿足實際的市場需求和使用要求。

（二）曲面拼接以及光順的技術(shù)要點

在整個汽車輪轂曲面重構(gòu)的過程中，需要重構(gòu)的曲面有很多，所以還需要進行曲面拼接以及光順工作，滿足用戶對汽車輪轂外觀和使用的要求。現(xiàn)階段在進行這一步工作的過程中，往往能夠使用特殊的電腦算法和命令將調(diào)整好的曲線處理成為曲面，這樣能夠充分保證曲面便捷曲率的連續(xù)性。在曲面模型構(gòu)建完成以后，工作人員要結(jié)合具體的數(shù)據(jù)來檢查曲面中存在的誤差，既要檢查點到面的誤差能夠滿足實際的使用要求，有時還需要檢查模型構(gòu)建的曲面光順度。在進行最后的構(gòu)面工作時，工作人員一定要注意不要將面做到太碎，這樣不利于下一步工作增加圓角或者是增厚等特殊要求的落實，同時也不下一步編程加工，會增加刀路的計算量。

（三）實體重構(gòu)以及誤差檢測要點

最后就是實現(xiàn)三維實體重構(gòu)目標，在上一步工作完成以后，需要對整個汽車輪轂進行三維實體模型重構(gòu)。工作人員進行這一步工作時，能夠使用規(guī)?；幚頂?shù)據(jù)的技術(shù)來提高自己工作的質(zhì)量和效率。然后就是對實際的三維實體模型進行誤差檢測。無論是什么模型重構(gòu)方法，一定要有的工作就是對模型的誤差進行檢測。這樣主要能起到兩個作用。第一就是能夠降低實際生產(chǎn)制造過程中出現(xiàn)問題的幾率，第二就是能夠在檢測過程中幫助工作人員積累工作經(jīng)驗。使用逆向工程技術(shù)對汽車輪轂曲面重構(gòu)進行檢測的辦法其實很簡單，就是將一開始的點云數(shù)據(jù)進行重新的篩選和簡化，然后進行曲線重構(gòu)和曲面重構(gòu)，然后再進行實體重構(gòu)，最后將這些工作流程重新落實得到的實際工作成果和第一次的工作成果進行對比，通過誤差分析圖來檢測曲面重構(gòu)工作的質(zhì)量。

結(jié)束語

應用逆向工程技術(shù)在汽車輪轂曲面重構(gòu)中，最直接的影響就是提高生產(chǎn)的質(zhì)量和效率，通過這種技術(shù)能夠降低實際生產(chǎn)制造過程中資源浪費的幾率。同時使用逆向工程技術(shù)能夠提高生產(chǎn)制造汽車輪轂的精度，能夠滿足現(xiàn)階段我國對汽車個性化、定制化需求的發(fā)展要求，能夠幫助我國的汽車制造企業(yè)獲得相對良好的社會效益和經(jīng)濟效益。

參考文獻

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[3]李宇，金星，唐靜波，等.基于逆向工程技術(shù)的汽車模型復雜曲面設計與分析[J].汽車實用技術(shù)，2019，283（4）：115-116.

[4]周渝慶.基于逆向工程的汽車前圍板模型重建技術(shù)研究[J].進展：科學視界，2020（1）：20-21.

作者簡介：閔承啟，（1991-），漢族，助教、本科學歷;主研領(lǐng)域：機械設計制造及自動化、工作單位：柳州鐵道職業(yè)技術(shù)學院