汽车逆向设计(整理).ppt
汽车逆向设计流程.pptx
其过程是依靠已经存存的零件或是产品原型的表面所得到的资料
• 来建立三维CAD模型，而不是通过设计图。逆向设汁流程主要由 三部分组成：产品实物几何外形的数字化、CAD模型重建、产品 或模具制造。逆向工程中的关键技术是数据采集、数据处理和模 型的重建。
样车准备：
内饰件逆向建模、外饰件逆向建模、空调系统附件逆向建模等。 然后对运动件运动干涉校核，以及对相应问题进行修改。
对整车进行总体设计，总体没计方案细化和调整，对运动部件进
行运动学细化校核。检查设计硬点，对整车三维数模进行装配， 包括白车身三维数模装配、开闭件三维数模装配、仪表台三维数 模装配、内饰三维数模装配、外饰件三维数模装配、空调系统附 件三维数模装配，检查装配间隙及干涉情况，完善总布置设计图。 对底盘系统进行计算、细化设计，以及管路设计。车身涂胶图设 计，车身隔热、阻尼垫分布网设计，白车三维焊点图设计，白车 身爆炸图设计，白车身焊接流程图设计，车身附件、空调系统装 置冈设计。
将点云调整到车身坐标系下，对整车点云进行分块，对整车
点云外表面、内饰件表而及外饰件表面进行划分，生成总布置控 制面。
总布置设计第二阶段：
• 对运动部件进行运动学校核和相关部件设计，包括：车轮运动校 核和轮罩设计、踏板总成运动校核、传动轴跳动校核、转向运动 校核、悬架运动校核、转动车身件运动校核等；发动机厢盖、行 李厢盖运动学校核，车门、摇机、天窗运动学校核，雨刮器运动 学校核等。另外还要进行轴荷分配计算与转弯半径凋整校核，最 终确定设计硬点。
• 首先购买设计所需的样车两部，一部用来测绘，另一部用来做比 对。例如对某两厢轿车车型，对样车的车身缝隙、段差、外表面 圆角等部位进行测量，熟悉样车的整车结构，给出样车车身缝隙、 段差、外表面圆角测量分布图。确定出对样车车身分解的方案和 进行点云测量方案。
汽车逆向设计
从概念设计开始到最终形成CAD模型的传统设计是一个确定的明晰过程，而通 过对现有产品样品数字化后形成CAD模型的逆向工程是一个分析推理、逐步逼 近的过程。
逆向工程设计的一般过程如图1所示。在逆向工程设计中，通过三坐标测量机、 激光测量仪等数据采集工具，将产品样品的物理模型转换为反映样品几何结 构的点云数据，再使用三维设计软件进行数字化几何模型重构，之后通过对 数字化模型的分析、试制样品的分析完善数字化模型，最终完成的数字化模 型可用于生产加工或成为其他同类产品设计的基础。
汽车整车逆向设计
逆向工程设计的一般过程
逆向工程或逆向设计又叫反求工程或反求设计，主要是以现代设计理论、 方法、测量技术为基础，运用专业人员的工程设计经验、知识和创新思 维，将已有的产品模型或实物模型转化为工程模型和概念模型，在解剖 深化的基础上实现重新设计和再创造,是在已有设计基础上的设计。
在正向设计中，已知的是产品的功能和设计需求，设计者需要做的是按 照设计需要将功能、任务进行分解，进行从无到有的设计。逆向工程与 正向设计相比，各流程内容在序列上相互换位倒置。在逆向工程中，已 知的是产品样品，设计者需要做的是按照现有的零件原型进行设计生产， 零件所具有的几何特征与技术要求都包含在原型中。
5 标杆车整车拆解及点云扫描。包括车身安装件（动力总成及附件、底盘、 内外饰、电器空调、车身附件等）的拆解及点云扫描。 6 白车身破坏性拆解及点云扫描。包括白车身破坏性拆解及点云扫描，焊接 边及焊点、孔位、涂胶、堵盖、阻尼垫、包边尺寸密封间隙等数据信息收集。 7 车身安装件详细拆解及点云扫描。包括动力总成及附件、底盘、内外饰、 电器空调、车身附件等详细拆解及点云扫描。 8 标杆车整车逆向设计。包括整车内外表面曲面光顺，整车逆向数模（布置 级、黑匣子级、精细级）及明细表，车身及内外饰典型断面，电气原理图、 线束图，车身焊接及装配流程图，孔位信息表，车身焊点、涂胶、堵盖、阻 尼垫分布图；整车设计硬点、安装硬点等。 9 标杆车整车分析校核。包括整车总布置图；整车人机工程分析（坐姿及乘 坐空间、视野、上下车方便性、操纵件操纵方便性等）；轮胎、悬架、转向、 踏板及操纵件、开闭件等运动分析校核；空调出风方向分析；整车及零部件 标准、法规适应性校核分析、车身焊接工艺、冲压工艺及材料利用率分析； 整车关键零部件试验及材质分析；模夹检具、材料使用、配置等成本分析； 专利及知识产权查询分析等。Βιβλιοθήκη 标杆车逆向设计的阶段性划分
甲壳虫汽车外壳的逆向造型设计技术资料
甲壳虫汽车外壳的逆向造型设计技术资料引言甲壳虫汽车是一款标志性的经典车型，其独特的外观设计成为了其热门的原因之一。
在汽车外壳的设计过程中，逆向造型技术被广泛应用。
本文将介绍甲壳虫汽车外壳的逆向造型设计技术资料，包括逆向造型的定义和原理、逆向工程的步骤和工具以及在甲壳虫汽车外壳设计中的应用。
逆向造型的定义与原理逆向造型（Reverse Engineering）是指通过测量和分析现有的产品来创建其精确的数学模型的过程。
在汽车设计中，逆向造型技术可以帮助设计师快速准确地获取现有汽车外壳的几何数据，并进行后续设计工作。
逆向造型的原理主要包括以下几个步骤： 1. 测量：使用测量工具，如三坐标测量仪、激光扫描仪等对现有产品进行测量，获取其几何数据。
2. 数据处理：通过对测量数据的处理和分析，将其转化为可用于后续设计的数学模型。
3. 验证：通过与原有产品进行比对和验证，确保逆向造型的准确性。
4. 设计：基于逆向造型的数学模型，进行后续设计工作。
逆向工程的步骤和工具逆向工程的步骤主要包括以下几个阶段：测量、数据处理、验证和设计。
1. 测量：在逆向工程的第一阶段，需要使用各种测量工具对现有产品进行测量。
常用的测量工具包括三坐标测量仪、激光扫描仪、光学投影仪等。
2. 数据处理：在测量完成后，需要将测量数据进行处理和分析。
常用的数据处理软件包括SolidWorks、AutoCAD、Geomagic等，这些软件可以将测量数据转化为可用于后续设计的数学模型。
3. 验证：在逆向工程的验证阶段，需要将逆向造型的数学模型与现有产品进行比对和验证。
这可以通过将逆向造型的模型与原有产品进行对比分析，检查其准确性和一致性。
4. 设计：逆向工程的最后阶段是设计阶段，设计师可以基于逆向造型的数学模型进行后续的设计工作。
设计工具可以包括CAD软件、3D建模软件等。
甲壳虫汽车外壳设计中的逆向造型应用逆向造型技术在甲壳虫汽车外壳设计中发挥了重要的作用。
汽车零部件逆向设计
汽车零部件逆向设计发表时间:2013-03-07 08:11 来源:mfcad 作者:daomi 点击:39次前言随着汽车产品更新换代的加快，在原有车型上进行改进，以加快新产品的开发周期，被越来越多的汽车厂商所采用。
对于汽车零部件来说，同样需要快速的开发过程，以适应整车的开发周期。
而汽车中很大部分零部件是由一系列复杂的空间曲面构成的，这些曲面是由不同曲率的空间曲面相互连接而成，这种连接既要满足零件功能、结构的要求，又要光滑过渡，达到平顺、和谐的效果。
逆向工程作为一种重要的开发手段，广泛的应用于汽车改型设计中，以加快产品的开发周期。
CATIA软件是汽车工业事实上的标准，是世界上多数汽车厂商所使用的核心CAD系统。
CATIA V5软件的曲面造型技术上居有独特的优势，为汽车的设计开发提供了先进、方便、快捷的手段，极大地提高了汽车开发效率。
CATIA V5的逆向工程模块主要有数字曲面编辑模块DSE(Digitized Shape Editor) 和快速曲面重构模块QSR (Quick Surface Reconstruction) ，它涵盖逆向软件的点云输入及点云数据处理功能。
这两个逆向工程模块结合并综合应用创成式曲面设计模块GSD(Generative Shape Design) 和自由曲面造型模块FSS ( Freestyle Shape) ，实现了逆向工程与正向设计曲面功能的交互应用，其使用变得更为简便、灵活。
在外表面曲面完成之后，使用实体设计PDG（Part Design）模块使曲面缝合成实体，并在PDG模块中（有时需借助GSD 模块）进行结构设计及脱模分析等工作。
对于有配合装配关系的零部件，借助ASM 模块进行电子装配并使用DMU（电子样机）模组中的空间分析SPA（Space Analysis）模块，对部品进行较核、检测。
这些模块之间交互应用，从而使汽车零部件产品的开发更为方便、快捷。
以下以一款车的后视镜的逆向开发为例探讨CATIA环境下的产品逆向开发过程。
F1方程赛车数字化三维逆向设计 大学生创新PPT课件
逆向反求工程训练体系
应用方案分阶段分层次
工作目标
课程教学 工程训练
课外创新 综合设计
工程对象教学 法是核心
工程对象教学法
实创 工 践新 程 能能 素 力力 质
平台和团队是 保障
设备的改进 教学资料的 与研制 积累与提升
系列
教学资料
教改试点与 实验室开放
成果推广
体系
创新精神、团队合作意识，磨炼意志品质也有很大的帮助。
二、主要过Leabharlann 及具体实施步骤1、组建训练小组 2、确定训练任务、目标，制定训练计划 3、基础理论知识培训 4、数字化三维设计软件培训 5、三坐标测量机的基本操作技能培训 6、团队成员分工，明确训练任务
❖三、具体实施步骤
❖ 1、完成了F1方程式赛车车身三维数据采集
2、完成了F1方程式赛车车身逆向反求三维造型 ① 噪声点的处理 ②补偿点产生 ③数据点翻开 ④数据点加密 ⑤坐标变换 ⑥数据的格式转换和数据输出 ⑦曲线拟合 ⑧曲面重构 ⑨模型特征恢复
3、完成了F1方程式赛车主要零部件的三维数字化建模
4、完成了F1方程式赛车渲染，制作产品效果图
4、计划执行情况
典型 工程对象
内化的世界观与 方法论
工程对象与教 学资料是基础
写在最后
经常不断地学习,你就什么都知道。你知道得越多,你就越有力量
Study Constantly, And You Will Know Everything. The More You Know, The More Powerful You Will Be
F1方程赛车数字化三维逆向设计
汇报提纲
一、主要创新内容及方法 二、主要过程及具体实施步骤。 三、计划执行情况 四、项目经费使用说明 五、课题收集的资料 六、创新成果 七、下一步打算
第8章 汽车逆向工程——逆向训练
3D曲线建立边界
1.Planner Sections 2.Curve Form Scan 3. 3D Curve
桥接注意点
不要原来的曲线，采用Power Fit后 生成的边界线。
另外一端桥接曲面同理。
曲面效果
封闭！）； d. 进入创成式外形设计模块(GSD)，使用填充工具拾取三条直
线，创建曲面； e. 点击外插延伸工具将步骤d创建的曲面扩展 (注：勾选已外插延伸的边线，拾取曲面的边界而非上述直线)； f. 依照步骤a~e再创建出椅子其他棱角处的曲面； g. 显示所有已创建的曲面，利用修剪工具剪去不需要的区域。
图所示。
实例分析1——椅子
（7）曲面倒圆角
a. 利用倒圆角工具将曲面的各棱边进行倒圆角处理，圆角半径 5mm。
b. 隐藏点云，单击底部常用工具栏上的视图模式工具条，更改模 型的显示方式为含材料着色模式。
c. 依次点击菜单栏上的开始→机械设计→零件设计模块，利用厚 曲面工具对曲面进行加厚处理，厚度2mm，最终的模型如右图 所示。
逆向工程训练操作课程
• 椅子 • 自行车座椅
实例分析1——椅子
• 实例分析1——基 建方式之一——基本曲面重构功能， 并结合创成式外形设计模块中的曲面 创建与编辑工具，获得与点云相拟合 的曲面，并在零件设计模块中设计出 三维实体。
点云网格面
曲面
三维实体
实例分析1——椅子
Method选择Plane； c. 点击应用； d. 拖拽图形区中的绿色箭头，使平面大于顶部网格面；
（方便后续的修剪工作） e. 点击确定。
实例分析1——椅子
（3）基本曲面重构——椅子侧面
a. 使用激活工具显示椅子全部的网格面（activate all）； b. 使用激活工具拾取（brush）椅子的某一侧面（平面部分）； c. 打开基本曲面重构工具，Cloud中拾取网格面，Method选
CATIA逆向案例课件-后视镜
创建2个三点平面。
求取2平面与两条分模线的交点。
使用样条线功能在离散点上创建曲线，要以刚才创建的交点为起点终点。分别命名为上截面线 2、下截面线2、上截面线3、下截面线3
使用提取边命令，提取分割后的边，并使用光顺命令对提取边光顺，命名为直纹面 上边线
投影“侧面”中的曲线22到底平面上，并用复制点功能，生成离散点。
使用样条曲线命令，生成样条曲线在底平面上，命名为直纹面下边线
使用扫掠功能
合并，命名为直纹面
手柄主干
使用云点交线命令，在contour.1上创建5条交线
使用云点交线功能 ，生成如下交线，并生成三条曲线。
SolidWorks软件介绍
上一步生成三条曲线为后视镜分模线的一部分，分模线上下两个曲 面是不相同的，上面属于后视镜的侧面，下面属于直纹面，它们的 拔模方向是相反的。拔模角度大约为平均5度。
SolidWorks软件介绍
切换到创成式外形曲面模块，使用扫掠功能 模面需要向后视镜的侧面内倾斜
SolidWorks软件介绍
一、修补网格曲面
SolidWorks软件介绍
一、切换到“快速曲面重建”模块，用局部编辑功能， 选择云点contour.1中大面的 底部轮廓云点。
SolidWorks软件介绍
一、创建大面的底部平面
SolidWorks软件介绍
一、创建第一条曲线，如下图设置，指定平面，平面交线，交线曲线等命令
交线3
交线2
交线4 交线5
交线1
使用交线曲线功能，将上边的5条交线转化为曲线
使用桥接命令，连接下图两条曲线
使用点面复制命令，离散两条分模线
使用投影功能，将上面两条分模曲线的端点投影到直纹面上边线上，命名为分模交点1和 分模交点2
汽车逆向设计
汽车逆向设计流程： 拿到实物产品----进行产品公析抄数------抄数机 进行抄数数据文件STL格式-----Surfacer或 Geomagic进数据处理格式为igs------进行Pro/E等 三维软件中进行绘图，当今主要流行的三维CAD软件 如UG、IMAGEWARE、CATIA、I-DEAS、Pro/Engineer。
我国汽车界现行的汽车造型设计与外观设计， 基本采用逆向设计模式及其工作流程。
车辆1201 秦伟
逆向工程（g-RE）是对产品设
计过程的一种描述。 一般概念中，产品设计过程是一个从无到有的过 程，即设计人员首先在大脑中构思产品的外形、性 能和大致的技术参数等，然后通过绘制图纸建立产 品的三维数字化模型，最终将这个模型转入到制造 流程中，完成产品的整个设计制造周期。这样的产 品设计过程我们称为“正向设计”过程。
逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型， 反向推出产品设计数据（包括设计图纸或数字模 型）的过程。
利用数字化扫描设备扫描实体模型，将数据导入 计算机，利用逆向工程软件处理获取的点云数据， 行程曲线、曲面、实体模型，对实体模型进行修 正，形成最终的三维模型。相比正向建模，逆向 工程建模的速度更快，效率更高。逆向工程队对 计算机处理器、内存和显卡的性能有综合要求， 特别是要保证实时数据采集和处理，必须配置较 高的内存和性能强大的显卡。
逆向工程的结构体系 逆向工程系统主要由三部分组成:产品实物几 何外形的数字化、CAD模型重建、产品或模具制造。 逆向工程中的关键技术是据采集、数据处理和模 型的重建。
1.数据采集 数据采集是逆向工程的第一步,其方法的得当直接影响到是 否能准确、快速、完整地获取实物的二维、三维几何数据, 影响到重构的CAD实体模型的质量,并最终影响产品的质量。 2.数据处理 对于获取的一系列点数据在进行CAD模型重建前,必须进行格 式转换、噪声滤除、平滑、对齐、归并、测头半径补偿和插 值补点等处理。 3.模型重建 将处理过的测量数据导入CAD系统,依据前面创建的曲线、曲 面构建出原型的CAD模型。
逆向设计开题报告ppt
[8]董锦菊. 逆向工程中数据测量和点云处理研究.硕士学位论 文.2007 [9] 赵宇明,张国忠,于哲峰.逆向设计中点云处理的应用技术研究. 机械制造.2005年第7期 [10] 胡鑫,习俊通,金烨．基于图像法的点云数据边界自动提 取．上海交通大学学报.2002 [11] Milky M J．Bradley C-Vickers G W．Segmentation of A Wrap-Around Model Using An Active Contour．2002 [12] Huang J，Menq C H．Automatic Data Segmentation for Geometric Feature Extraction from Unorganized 3D Coordinate Points．2001 [13] 刘胜兰,周儒荣,张丽艳．三角网格模型的特征线提取．计算 机辅助设计与图形学学报．2003 [14] Yang M，Lee E．Segmentation of Measured Data Using A Parametric Quadric Surface Approximation．Computer Aided Design．2002 [15]钱锦锋.逆向工程中的点云处理.浙江大学硕士学位论文.2005
在adams中的import选择文件类 型，指向文件，因导入的是组
件所以选model name，在后面 的空格里单击右键model， 再选create
把.x_t改为.xmt_txt
在adams中编辑各个零件 的属性，添加各种约束 然后进行运动仿真。
以一个交叉臂式的玻璃升降器ADAMS建模为例
根据玻璃升降器几何尺寸及运行要求，为使建立的玻璃升降器运动学模型 符合实际工作状态，首先对ADAMS工作环境进行设定： (1) 更改各零件属性 (2) 设定计量单位 (3) 设定重力方向 (4) 设定网格方向 (5) 设定坐标系 (6) 设定视图方向
汽车逆向工程设计
汽车逆向工程设计1 逆向工程简介逆向工程 (ReverseEngineering)是一门跨学科、跨专业综合性系统工程，它以先进产品的零件实物、软件作为研究对象。
应用现代设计理论、方法、材料学和有关专业知识进行系统深入地分析和研究，探索掌握其关键技术，进而开发出同类先进产品，所以逆向过程不仅是仿造．而且是一个创新的过程。
传统的模拟式 (Analogtype)(即用立体雕刻机或靠模铣床．制作出1：1等比例的模具，再进行批量生产 )无法建立工件尺寸的图文件，也无法做任何外形修改．因此渐渐为新型式数字化的逆向工程系统所取代。
目前，逆向工程是针对现有工件 (样品或模型 )．利用3D数字化测量仪器准确、快速地量取工件表面点数据或轮廓线条．并加以创建曲面、编辑、修改后．传至CAD／CAM系统．再由CAD系统所生成的 NC加工刀具路径传送至CNC~D工机．制作所需模具．或者由CAD系统所生成的STL文件传送到快速成型机(Rapid prototypingmachine)，将样品模型制作出来。
车身结构逆向工程设计中的要点在汽车工业领域的实际应用中，逆向工程技术主要涉及以下几个方面：1）初始概念设计阶段的油泥模型数字化。
目前，许多外形设计师还难以直接用计算机进行设计，而是更倾向于油泥或泡沫塑料造型。
另外，尽管计算机具有越来越逼真的模型上光着色功能，但大型物体，如轿车，还是要做成1：1的实物模型才能鉴定其外观效果。
成形技术。
2)已有零件的复制、新零件的设计、丢失图纸的己有的产品，主要是指产品的仿型和改型设计。
在我国，许多生产制造商收到的是实物，没有原始的数字模型，而要用于生产就必须去再现原产品的设计意图，这就存在变实物为CAD模型的问题。
另外，由于工艺、材料、美观等方面的原因，人们经常要对相应的生产模具作局部修改，需要将扫描获取的实物模型数据输入到计算机，利用逆向工程构造出一个与实物相对应的CAD模型，然后对该CAD 模型进行修改。
反求设计(第5章)PPT
降低工艺成本
通过反求设计和优化，可以降低生产 过程中的能耗和原材料消耗，从而降
低生产成本。
工艺参数优化
利用反求设计，可以对工艺参数进行 优化，实现更高效、更稳定的生产过 程。
提高工艺可靠性
通过反求设计和分析，可以发现和解 决工艺中的潜在问题，提高工艺的可 靠性和稳定性。
新产品开发
快速产品开发
利用反求设计，可以在短时间内完成新产品 的设计和开发。
反求设计(第5章)
• 反求设计概述 • 反求设计的基本原理 • 反求设计的实践应用 • 反求设计的工具与技术 • 反求设计的挑战与解决方案 • 反求设计案例研究
目录
01
反求设计概述
定义与特点
定义
基于实物模型
数据驱动
创新性
反求设计，也称为逆向设计， 是一种从实物模型到数字模型 的设计方法。它通过测量和解 析现有产品或实体的物理特征 ，然后使用这些信息来创建新 的设计。
通过快速原型制造，设计者可以及时发现和修正设计方案中的问题，提高产品的可靠性和可制造性。
03
反求设计的实践应用
产品设计
产品设计 反求设计在产品设计中应用广泛， 通过逆向工程，设计师可以快速 获取产品的三维模型，进而进行 优化和创新设计。
提高设计精度 反求设计过程中，可以利用先进 的测量和数据处理技术，提高获 取的三维模型精度，进而提高设 计精度。
详细描述
汽车覆盖件模具是汽车生产中的重要组成部分，传统的模具制造方法周期长、成本高。通过反求设计 技术，对已有的模具进行测量和数据处理，生成三维模型，再利用快速原型制造技术进行模具制造， 大大缩短了制造周期，提高了生产效率。
案例二：复杂机械零件的反求建模与优化
汽车零部件的参数化逆向设计
汽车零部件的参数化逆向设计前言早期设计师在进行产品的造型设计时，所采用的方法主要是正向设计法；这是一个从概念设计起步到CAD建模、数控编程、数控加工的过程，产品造型设计的正向设计流程示意：概念设计→ CAD/CAM系统→ 制造系统→ 新产品。
但对于复杂的产品，正向设计方法显示出了它的不足，设计过程难度系数大、周期较长、成本高、不利于产品的研制开发，因为设计师无法完全预估产品在设计过程中会出现什么样的状况，如果每一次都因为一些局部的问题而导致整个产品推到重来，不管从时间上还是从成本上都是不可接受的。
如果有方法改正在正向设计过程中所产生的局部问题自然是两全其美的事，正是在这样的背景下自然发展并形成了逆向设计的方法。
逆向设计通常是根据正向设计概念所产生的产品原始模型或者已有产品来进行改良，通过对产生问题的模型进行直接的修改、试验和分析得到相对理想的结果，然后再根据修正后的模型或样办通过扫描和造型等一系列方法得到最终的三维模型。
汽车零部件产品的逆向设计，目前多采用三坐标测量仪得到零件主要特征的高精度尺寸,建立简单的线框模型;或利用激光扫描仪获得零件表面的点云,以基于边或基于多边形面的方法在三维CAD软件中对点云进行数据分块,再通过分块数据完成曲线或曲面的拟合,得到若干小曲面片,将这些曲面片通过拼接得到物体的各个面,从而重建出产品的数字化CAD模型。
下文将介绍利用Geomagic Studio和CATIA VS在逆向设计中实现自动化操作,并获得完整的参数化模型的方法和具体过程｡2、汽车零部件逆向设计中的参数化方法Geomagic Studio是应用最广泛的逆向工程软件之一,其优势在于点云和多边形(三角面片)的快速前处理,以及基本曲面的拟合,它还能将所拟合的参数化曲面信息直接发送到常用的CAD软件中作进一步的修改｡因此,研究者在进行汽车零部件产品的逆向参数化设计时,可以使用Geomagic Studio进行点云的快速处理并以批处理方式完成曲面的参数化拟合,然后导入CATIA VS中对曲面完成后续的加工修剪､封闭实体等工作,最终得到参数化的零件实体｡具有规则表面的零件的逆向三维设计过程如图1所示｡其中,左侧为在Geomagic Studio中进行点云的前期处理､参数化曲面的拟合;右侧则为导入CATIA VS后的处理步骤｡图1汽车零部件的逆向参数化设计过程3、汽车零部件参数化逆向设计方法示例以某轻型发动机气缸盖罩的逆向三维设计为例,利用激光扫描仪进行逆向扫描,利用Geomagic Studio 12进行点云预处理和简单曲面拟合,然后在CATIA VS中完成零件设计的过程｡由于气缸盖罩上的曲面多为规则曲面,可在Geomagic Stu-dio下对点云进行快速识别和拟合｡根据逆向扫描的点云进行参数化设计,需要在Geomagic Studi中经过前处理(多边形阶段)､参数化曲面､导入CATIA VS,以及在CATIA VS中生成参数化实体模型等几个阶段｡3.1逆向扫描用三维激光扫描仪对该轻型发动机气缸盖罩进行逆向扫描｡扫描前,应先将零件表面清理干净｡为了保证激光扫描仪的接收器能充分接收到零件表面反射的激光,应在黑色表面或光洁表面上喷涂能产生漫反射的白色粉剂(喷显影剂,也称喷粉);并在曲面平缓的地方无规律的贴上参考点(贴Marke:点,也称贴点),为扫描仪提供定位参考,利于提高扫描精度和速度｡己经完成了喷粉和贴点工作的气缸盖罩实物如图2所示,该零件表面主要由平面､圆柱体和各种孔特征组成,其中白色圆点为贴上去的Marker点｡图2某轻型发动机气缸盖罩实物激光扫描的过程中,应尽量使扫描仪器始终垂直于扫描表面,并保持适当的扫描速度,从而保证所得点云的质量｡点云数据的精确性和完整性也就决定了三维模型的精度｡不同的扫描效果的点云对比如图3所示(点云己经在Geomagic Studio中转换为多边形对象)｡从图3中可见,下图的扫描质量较差,很多特征无法识别,不少特征残缺不全,即便拟合成曲面,其参数也不可信;而上图则非常完整,为逆向设计奠定了良好的基础｡图3扫描质量对比3. 2点云的前期处理扫描所得点云包含有诸多的噪音点,以及因为漏扫或者其他原因而产生的孔洞,需要对点云进行裁剪和修理｡在Geomagic Studio中打开点云数据文件,将自动生成多边形对象,后续对点云的各种操作都是通过对多边形的操作来实现的｡在“多边形”的Ribbon页下,提供了多种处理工具,例如使用“删除”和“简化’､‘创建流形,､“裁剪”等删除噪音点,使用“松弛,､“删除丁状物,､镇充单个孔”等进行修补,其中最为便捷的是“网格医生”的修补功能,它将各种修补功能集中在一个界面下,以批处理的方式自动完成大部分的修补工作｡2. 3参数化曲面的建立在“参数曲面”的Ribbon页下,执行“参数曲面”,多边形对象将被转换为参数曲面。
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汽车整车逆向设计
逆向工程设计的一般过程
逆向工程或逆向设计又叫反求工程或反求设计，主要是以现代设计理论、 方法、测量技术为基础，运用专业人员的工程设计经验、知识和创新思 维，将已有的产品模型或实物模型转化为工程模型和概念模型，在解剖 深化的基础上实现重新设计和再创造,是在已有设计基础上的设计。
在正向设计中，已知的是产品的功能和设计需求，设计者需要做的是按 照设计需要将功能、任务进行分解，进行从无到有的设计。逆向工程与 正向设计相比，各流程内容在序列上相互换位倒置。在逆向工程中，已 知的是产品样品，设计者需要做的是按照现有的零件原型进行设计生产， 零件所具有的几何特征与技术要求都包含在原型中。
结语
汽车设计离不开对成熟车型的参考借鉴。标杆车逆向设计可以起到积累 设计知识、明确产品定位、实现快速设计开发和降低开发风险的作用，
国内自主品牌汽车开发技术还远落后于发达国家，标杆车逆向设计无疑 提供了一种快速赶超汽车强国的途径。汽车主机厂、设计公司应加强这 方面数据库、知识库的建设与积累。为今后更加快捷、高效地进行更高 水平的汽车整车正向设计做好积极准备!
标杆车逆向设计的阶段性划分
用于逆向设计的汽车整车为标杆车&针对已有的产品原型，消化吸收和挖掘其中蕴含的产品设计、 制造等方面的知识和经验，并以此为开端进行产品创新设计。
汽车整车逆向设计可分为5大阶段，也可进一步细分为9个阶段，如图2所示。 根据专业分工、人员配置及标杆车数量等的实际情况，图2中同一虚线框中 的内容，在工作安排上可考虑并行处理，以缩短逆向设计的时间周期。为了 更好地完成逆向设计工作，必须在逆向设计工作开始前制订周密的工作计划， 做好分工协调。考虑汽车结构复杂程度、逆向设计的内容及精细程度不同， 标杆车逆向设计周期通常需要 6-12个月。
标杆车逆向设计的各阶段工作内容
1 标杆车市场信息及技术资料收集。包括标杆车售价、市场表现、用户评价、 整车技术资料、配置、使用维修数据资料和车型演化发展历史等。 2 标杆车整车性能试验及主观评价。包括整车质量参数、整车五大基本性能、 整车NVH特性、密封性能、空调性能等试验、悬架及四轮定位参数、整车性能 主观评价等。 3 标杆车整车静态测量。包括整车尺寸参数、人机工程参数、整车姿态、操 纵件操纵力、电器电路、空调风速流向、外观品质（间隙、面差、圆角等）、 整车外观件色彩、纹理和光泽等。 4 标杆车整车点云扫描。包括整车内外表面、发动机舱、行李舱、乘客舱、 整车及底盘姿态、运动件 （开闭件、座椅、变速操纵手柄、驻车制动手柄、转向盘、踏板、手套箱、 安全带高度调节、空调出风口叶 片、刮水器刮臂等）极限及关键位置扫描。此部分内容在汽车拆解过程中扫 描。
从概念设计开始到最终形成CAD模型的传统设计是一个确定的明晰过程，而通 过对现有产品样品数字化后形成CAD模型的逆向工程是一个分析推理、逐步逼 近的过程。
逆向工程设计的一般过程如图1所示。在逆向工程设计中，通过三坐标测量机、 激光测量仪等数据采集工具，将产品样品的物理模型转换为反映样品几何结 构的点云数据，再使用三维设计软件进行数字化几何模型重构，之后通过对 数字化模型的分析、试制样品的分析完善数字化模型，最终完成的数字化模 型可用于生产加工或成为其他同类产品设计的基础。
5 标杆车整车拆解及点云扫描。包括车身安装件（动力总成及附件、底盘、 内外饰、电器空调、车身附件等）的拆解及点云扫描。 6 白车身破坏性拆解及点云扫描。包括白车身破坏性拆解及点云扫描，焊接 边及焊点、孔位、涂胶、堵盖、阻尼垫、包边尺寸密封间隙等数据信息收集。 7 车身安装件详细拆解及点云扫描。包括动力总成及附件、底盘、内外饰、 电器空调、车身附件等详细拆解及点云扫描。 8 标杆车整车逆向设计。包括整车内外表面曲面光顺，整车逆向数模（布置 级、黑匣子级、精细级）及明细表，车身及内外饰典型断面，电气原理图、 线束图，车身焊接及装配流程图，孔位信息表，车身焊点、涂胶、堵盖、阻 尼垫分布图；整车设计硬点、安装硬点等。 9 标杆车整车分析校核。包括整车总布置图；整车人机工程分析（坐姿及乘 坐空间、视野、上下车方便性、操纵件操纵方便性等）；轮胎、悬架、转向、 踏板及操纵件、开闭件等运动分析校核；空调出风方向分析；整车及零部件 标准、法规适应性校核分析、车身焊接工艺、冲压工艺及材料利用率分析； 整车关键零部件试验及材质分析；模夹检具、材料使用、配置等成本分析； 专利及知识产权查询分析等。