基于逆向工程的汽车仪表板开发

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1、基于逆向工程的汽车仪表板开发

2、第1第1绪论仪表板是汽车内饰件中最重要的组成部分，是各种仪表、信号及操作开关的集合处，是汽车的操纵控制与显示的集中部位。在行车过程中，设计好的仪表板能为驾驶员方便、安全地提供内部各种信息，使驾驶员感到得心应手，反之影响驾驶员以及乘车人员的安全；另一方面，仪表板也体现了车的个性和风格，可作为衡量不同厂家的工艺水平和艺术风格的标准之一。造型美观的仪表板，给人一种美的享受；而造型恶劣的仪表板，有一种拒人千里之外的感觉，使购车者望而却步，直接影响企业效益。因此，仪表板的造型和产品表面质量对整车的性能、美感及产品销售

3、至关重要。　仪表板早期设计仅从功能上着手，设计比较规则、简陋，很难做到造型上的美观。随着人类生活水准的提高，现代仪表板造型逐步注重美感。表面质量的要求也从过去的B级曲面提高到现在的A级曲面。曲面平滑的仪表板由自由曲面拼接而成，是纯流线型的，极富动感。因此，内饰造型的曲面化是发展的趋势。逆向工程是汽车产品开发的主流形式，在仪表板开发过程中使用逆向工程技术可以大大提高产品设计的一次成功率，因而缩短了设计周期，在降低成本的同时，减少风险，提高质量，增强企业竞争力。　设计方法及路线仪表板的造型设计，最初是要像设计整车一样确定出最初的布置方案，然

4、后由造型师参考初始总布置的大致轮廓尺寸，作出二维效果图和三维油泥模型。但不可完全按照总布置尺寸而约束创作思维若二者有冲突，则需要与总布置设计部门相协调从而达到一种最佳模式。其造型特点是由其外部造型决定的，什么样的外形就需要什么样的内饰（仪表板、座椅）造型，它应与整车造型相匹配。一般来说，仪表板造型设计应考虑如下问题：一是要体现功能性，并通过造型将结构的内在美与外形美结合起来；二是要体现装饰性，外形美的仪表板给人第一眼的印象是安全、舒适、恬静、愉快，给人以美好而积极的作用；三与汽车外部造型、其它饰件相呼应做到整体感强，达到内外统一；四是仪

5、表板的布局应做到系统、简练、有层次、有起伏感；五是附件的造型应相互协调、配套。　将制作好的油泥模型再通过CMM（CoordinatMeasuringMachine）进行接触式测量或激光扫描进行非接触式测量，以数字化的点云形式表达仪表板外形。由于使用激光扫描方法比机械接触式方法测量速度快、劳动强度低；且由于激光扫描法可测柔软、易碎、不可接触薄件、皮毛、变形细小的工件等优点，所以在工程实践中被大量采用。数字化点在商用逆向软件（如：Surface、ImageagicCopyCAD）里面打开，利用强大的数据预处理功能对数据进行去噪、插补、精简、

6、定位、光顺处理，然后利用曲面重构功能生成仪表板的A级曲面模型。由于这些专用的逆向工程软件的正向设计功能很弱，所以，被处理过的仪表板表面模型再通过数据接口以＊.igs或＊.stp等格式导入正向设计软件如Pro／e、UGNX2、CATIA进行三维结构设计最终完成仪表板模型。此时的模型再通过快速原型制出样件进行产品试装及检验，若不合格，则需要再修改模型。若检验合格，就利用该模型数据进行模具的设计与制造，进而进行仪表板的批量生产。其开发流程如图1所示。图1基于逆向工程的汽车仪表板开发流程工程实践本节是结合一个横向课题项目“汽车内饰件的逆向工程技

7、术开发”（项目代码1811110225）；来叙述逆向工程的实践。在本文完成课题过程中，整个逆向工程系统由硬件系统和软件系统两部分构成。硬件系统主要是测量设备、快速成型设备和注塑成型设备；软件系统主要是数据处理、CAD建模软件，分别是Imageageageageageware软件里面交互式删除噪声点。三是等距离法来精简点云。四是将点云摆到实际装车位置。五是确定产品的出模方向。　　　　　　　　　（4）曲面重构。曲面生成方法：一是由曲线生成曲面；二是由点云直接生成曲面。曲面重构步骤为：一是曲面分块；二是基础面的构建；三是过渡面的建立；四是曲面

8、分析；五是模型完善。完成的表面模型如图4所示。图4表面模型图（5）三维结构设计。完成了表面模型的重构，就可以进行结构设计。汽车仪表板的本体主要由发泡部分和骨架组成。发泡层的厚度一般在7㎜左右可将外表面的基础面往里偏移发泡层厚度，然后再添加过渡面，得到内表面，最后封闭内外表面，并将曲面模型转化为实体模型。骨架采用钢骨架形式其厚度一般是1㎜，表面布置些工艺孔，让发泡层顺利流通。骨架设计应使骨架既满足一定的装配要求，又有一定的刚度，以保证仪表板不变形。产品骨架如图5所示。图5产品骨架图小结本文介绍了基于逆向工程仪表板开发的方法和路线和仪表板的

9、具体实践中系统的构成和产品设计过程中的具体步骤，完成了汽车仪表板复杂曲面的三维几何模型逆向设计，为后续的分析、模具设计、NC加工等奠定了基础，极大地缩短产品的开发周期。从实际工程应用角度来看，其应用领域十分