基于少量测量数据点的曲面模型重建

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1、基于少量测量数据点的曲面模型重建

2、第1很多汽车公司为了将一种新车型快速推向市场，在外形上常以现有车型为原型，利用现有车型的某些覆盖件进行在原有基础上的重新设计。但是，如果是以进口汽车为原型，国外厂商往往拒绝提供汽车的数据模型和图纸技术资料，这会给后面的造型工作带来很大的困难。另外，如果采用的三坐标测量机缺少测量软件的支持，既要减少测量点数，又要构造出光顺的曲面模型，则测量点的布置、构造曲面的方法就显得极为重要，否则构造出的曲面模型不是不光顺就是与实物模型相差太远。此时，利用少量测量数据的曲面设计重

3、建技术，就可以解决这些问题。一、基于少量测量数据的模型重建基于少量测量数据的模型重建过程，就是既要在满足改型设计要求的基础上简化处理过程，又要充分体现原型的特征化造型特点，还要发挥正向和逆向设计的各自优势，进行综合设计。所采取的思路是：先根据实物模型的轮廓特征，在其上划出纵横的特征曲线，曲线不要太密，只要能够体现模型即可，否则不但构造模型费时，模型表面还不容易光顺；应用三维测量设备在这些纵横的交叉点上测出坐标值，然后再利用三维CAD软件连线并构造曲面。模型光顺的依据就是当模型旋转时，软件中反射到模

4、型上的光线是均匀的粗亮条。具体的过程是：首先根据实物模型的数据表的存储格式，将数据表利用一定的处理方式读入到CAD软件中，然后根据数据表中各个数据点的曲线对应关系生成曲线网格并进行光顺处理，最后再根据光顺后的曲线生成曲面，对新生成的曲面检查其光顺性。重建后的模型曲面可以作为下一步正向设计的基础，进行改型和细节设计。应用了基于数据表的模型重建技术的汽车改型设计方法，在新产品开发设计以及计算机辅助工业设计中有很实际的意义。此法可以在得到作为设计基础的实物样件的三维数据模型以后，直接在计算机上进行改型设

5、计。设计完成后，生成快速原型样件，以便进行装配检验和评估。如果检验合格就可以开模，否则就再次进行数据模型的修改。总的改型设计流程如图1所示。下面从汽车车门入手，研究基于数据表的曲面造型的具体过程。图1改型设计流程图二、数据表的读入在进行车门的外形曲面造型时依靠的是某车型的车门数据表，车门数据表提供了曲线上点的坐标，每一个稍微复杂的零件就有几百个数据点，以本文处理的车门外形数据为例，有510个数据点，如图2所示为door.xls文件的部分内容。图2door.xls文件内容项目图如果采用手工输入的方法

6、，工作量将非常大，并且容易出现错误，因此这里应用了CATIA软件提供的批处理功能来完成这些数据的输入。车门的外形数据表保存在名称为“door”的Excel文件中，通过CATIA中的“宏”命令来读取Excel中的数据。如果数据是以其他文件格式如*.dat文件格式保存的，则可以转换为Excel文件格式，或者直接更改代码，从其他文件中直接读取。首先，通过CATIA中的Micro命令栏中的“StartRecording”命令打开，随后在一个平面上做一个点，接着就使用“StopRecording”命令，这时

7、可以查看做这个点的宏命令。然后在这些语句上作一些加工，如加入读取Excel表的语句和建立循环的语句等，以使宏命令执行重复读点的操作（具体代码略）。按照创建和运行宏的步骤，把代码输入到自定义的一个宏的代码区中，保存并运行。这样，“door.xls”文件中的所有点数据就被读取出来。CATIA系统将为这些点自动编号，从当前界面左侧最下面一项OpenBody.1的扩展目录中可以看到所有的点。最后将读入的数据表文件保存在“doordate.CATpart”中。“doordate.CATpart”则会显示出的

8、车门数据点如图3所示。图3车门数据点图