逆向工程在汽車輪轂曲面重構中的要點分析

摘要：隨著我國經濟發展水平越來越高，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應該提高自己制造汽車的質量和效率，以此獲得相對良好的社會效益和經濟效益。

關鍵詞：逆向工程;汽車輪轂曲面重構;要點措施

逆向工程技術是現階段已經在我國的汽車制造業中切實使用的技術，主要滲透到實際生產過程的逆向工程技術有實物模型數字化技術、幾何模型重構以及產品制造技術。在汽車輪轂曲面重構中主要運用到的技術有實物模型數字化技術以及幾何模型重構技術。具體實施的步驟就是將汽車輪轂曲面進行數據收集和處理，通過這兩種技術的應用實現曲面重構的目標，以此來保證汽車輪轂生產制造質量能夠滿足用戶的需求。

一、數據采集與處理

（一）數據采集

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

（二）數據處理

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

二、曲面重構技術的應用

（一）曲線構建要點

數據處理工作完成以后，就是應用曲面重構技術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建工作。根據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。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特征線的精度，能夠保證特征線在出現誤差允許的范圍以內，進而能夠充分保證汽車輪轂的制造質量。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建新曲線圖。如果特征線在誤差范圍以內，工作人員可以使用橋接的方式將特征曲線進行光滑過度，為后續曲面拼接和光順奠定良好的數據基礎[4]。另外需要工作人員注意的是，在調整特征曲線的過程中，一定要注意調整的次數，通過實際的工作經驗可以發現，調整的次數越多特征曲線出現誤差的幾率就越大，所以如果在實際工作中可以設定一個固定的調整次數，如果調整的實際次數大于固定次數，那工作人員可以將數據進行重新提取處理，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要點

在整個汽車輪轂曲面重構的過程中，需要重構的曲面有很多，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?，F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性。在曲面模型構建完成以后，工作人員要結合具體的數據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建的曲面光順度。在進行最后的構面工作時，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）實體重構以及誤差檢測要點

最后就是實現三維實體重構目標，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。工作人員進行這一步工作時，能夠使用規?；幚頂祿募夹g來提高自己工作的質量和效率。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制造過程中出現問題的幾率，第二就是能夠在檢測過程中幫助工作人員積累工作經驗。使用逆向工程技術對汽車輪轂曲面重構進行檢測的辦法其實很簡單，就是將一開始的點云數據進行重新的篩選和簡化，然后進行曲線重構和曲面重構，然后再進行實體重構，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工作的質量。

結束語

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

參考文獻

[1]楊明霞.逆向工程造型關鍵技術解析[J].南方農機，2019，50（16）：242-243.

[2]王娟.基于Imageware的逆向工程在汽車模型上的應用研究[J].山東工業技術，2019，280（2）：158-159.

[3]李宇，金星，唐靜波，等.基于逆向工程技術的汽車模型復雜曲面設計與分析[J].汽車實用技術，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;主研領域：機械設計制造及自動化、工作單位：柳州鐵道職業技術學院