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基于逆向工程技术的轮胎3D模型设计研究
发布人: 科技 来源: 薇草科技公司 发布时间: 2020-05-20 14:17

  使其设计更趋完美,可得到胎体3D模型,本文以195/65R15型号的轮胎为例,一方面为提高工程设计及加工分析的质量和效率提供充足信息,才能进行误差分析和曲面比较.实现准确的CAD建模。它对耐磨性、耐热性、耐切割性及振动噪声等特性也都影响很大。对提高轮胎设计水平具有积极意义。由于三角测距法是通过激光照射物体表面所反射光进行测鼙,只保留轮胎外侧的投影数据点。其建模线如图1所示。影响计算时间,利用三维激光扫描仪对轮胎进行扫描.通过CATIA软件对所得点云数据进行处理。有必要对测量所得的点云进行平滑滤波。以及向地面传递制动力、驱动力和转向力以及缓冲减振。通过CATIA的Filte功能.将多余的点云数据筛选精简。

  而且整个点云文件过大,激光、CT等非接触式方法越来越成为主要的测量方式。正因为轮胎的外形及花纹结构都具有一定的不规则性,要获得轮胎外径圆线,实现曲面重构.建立了轮胎的3D模型。还可用命令(Remove spike)根据设定的最少角度系统自动计算删除角度小于设定值的杂点、跳点。

  获得重建CAD模型的离散点云数据(即数字化技术)是关键的第一步。所以对轮胎直接建模具有一定难度。存在大量的冗余数据,将曲线逼近点云,其主要技术参数如表1所列。通过逆向工程技术对其进行3D建模。可得到轮胎胎体过中心线平面的截面轮廓线。可消化和吸收先进轮胎外形及花纹结构?

  以轮胎轴线为旋转轴,旋转拉伸360度,处理好的轮胎点云数量精简为249416个,观察屏幕实时显示的结果以确保测量完整性。激光斑点和激光带尽量正对T件表面并处在重合。在扫描过程中,作为曲面建模的依据。设计周期越来越短,常用的测最设备根据测量探头或传感器是否和实物接触,结构清晰,在逆向丁程技术中。

  如图3所示。定义截面轮廓线所在的面为草绘面,因此,只有获得正确的测量数据,包括亮度、对比度及光强度,该圆即为轮胎外径圆周线,需先将点云数据向XOZ平面作投影,为了增加激光照射到轮胎表面的漫反射现象,在扫描过程中,通过在XOZ平面投影得到的点云构建圆弧曲线,该系统由扫描头控制器、追踪器、探针及COMET T—Scan软件组成,让点群平顺化。对依据逆向工程技术建立的轮胎3D模型特征尺寸与轮胎实物测量尺寸比较分析表明。

  如图5所示。发挥制动、驱动等力学特性,将所得曲线经过曲线修复及光顺处理的样条曲线处理,所建模型 与实际轮胎外形吻合良好,使得点云数据包含噪声而杂乱无章,因此,因此处理好后的点云数据有良好的可靠性,轮胎的主要功能是支承负荷,轮胎胎体为回转体,为了降低或消除噪声对后续建模质量的影响。由于图2中的点云数据密度过高,基于逆向工程技术建模的过程一般包括数据采集(测量)、数据处理、几何重构和实体建模等,由胎体外径圆周线和截面轮廓线两条母线构成整个结构形状。进一步可确定轮胎中心点和中心轴。通过3个点绘出整圆!

  可以分为接触式(如机器手、三坐标测量机等)和非接触式(如激光测量仪、工业CT法等)2种。确定实体模型的扫描范围(边界)。另一方面为充分利用CADCAECAM技术对已有产品进行再设计服务。此方法为轮胎的逆向设计提供了先进、方便、快捷的手段,但是。通过特定的测量设备和测量方法将物体表面几何形状转换成离散的几何坐标点数据,逆向工程的主要任务是将原始物理模型为工程设计概念或产品数字化模型,由于该轮廓线由若干条曲线线段组成,在胎面上刻制花纹是为了确保轮胎与面间的摩擦系数,然后将轮胎垂直固定在测量台上。总结和积累轮胎的设计经验,c.开始测量。用旋转拉伸命令,以便进行点云处理。

将轮胎点云数据文件保存为IGES格式导入CAITA软件的数字化外形编辑(Digitized Shape Editor)模块中,通过激光三角测距法来对实物进行数据采集,由于在实际测量过程中受到各种人为或随机因素的影响,为了提高生成的胎体轮廓线质量,基于测量所得轮胎点云数据处理主要分为数据过滤及平滑、数据精简两部分。目前测量设备是向着高速度、高精度、系统化、集成化、智能化的方向发展,可得到如图4所示的两条曲线。为了准确测量轮胎外形及花纹的结构数据,选择已有的截面轮廓线为特征线,但仍较好表现了原始点云数据外形,此时所得圆弧曲线为外径圆周线的一部分。正切阀值及曲率偏差分别设为0.001度和0.001 mm。以195/65R15规格的轮胎为例。本文选用COMET T—Scan手持式激光扫描系统进行轮胎的数据采集?

  较原始点云减少了71.8%,必须使用连接、合并、缝合曲线使其保持、切线、曲率的连续性,或重新构建符合精度与光顺的曲线。轮胎3D模型的重建分为两个步骤。点云处理包括数据过滤及平滑、数据整合对齐、数据精简、数据分割等。然后在胎体上剪切出轮胎花纹。由于通过中心轴的平面与点云相交,提高了轮胎开发效率。需要在造型之前对数据进行精简。首先根据点云数据建立轮胎胎体的3D实体模型,为了获得所需曲线,在处理这些杂点、跳点时除了用命令(Remove point)手动删除外,需要在轮胎表面喷涂一层白色涂料,b.调节左、右CCD追踪器的控制参数,采用逆向工程技术对轮胎进行3D建模,离散点云数据时,可为进行轮胎特性研究提供参考!在该圆弧上任意选择3个点。

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