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CATIAV5 在汽车零件逆向开发中的应用 目前，汽车工业主要是通过设计数据，构造零、部件CAD 模型和模具CAD 模型，再通过数控加工制造模具， 进而再进行零件生产的设计制造流程。但在我国引进、组装、再引进的汽车生产方式中，中方往往缺乏零、部 件的CAD 模型，使得国产化开发的进程受到极大制约。该现状促成逆向工程技术在我国汽车制造业中的发展。 逆向工程技术在汽车领域主要应用是：1)车身零件制造质量检测的应用；2)复杂型面的车身设计开发和制 造；3)损坏或磨损零件模具、检具和夹具的还原。 一、逆向工程的软硬件条件 1. 逆向工程的硬件条件 逆向工程的主要测量手段有两种：接触式测量和非接触式测量。采用光电法的非接触式测量方法的特点是 测量过程中测头不接触被测表面，避免了接触式测量中测头或被测表面的损伤和测头半径的补偿测量速度快、 自动化程度高，适用于各种软、硬材料的各种复杂曲面模型的三维高速测量。 本文采用COMET 非接触光学扫描系统完成汽车零件表面的数据采集。 2. 逆向工程的软件条件 CATIA 软件在造型风格、车身等方面具有独特的长处，使用自动化的多表面曲率与切矢管理，可帮助用户 快速进行风格造型和曲面造型。目前，CATIA 发布了第5 版本。 目前一些著名汽车制造商如Renault、Toyota、Kar2man、Volvo、Chrysler 等已经 100%的切换为 CATIA 设计，并且被各国的汽车零、部件供应商所认可。 CATIA事实上已成为汽车行业CAD软件标准。CATIA的数字化外形编辑器(Digital Shape Editor，DSE)、 快速曲面重建(Quick Surface Reconstruction，QSR)以及创成式外形设计模块(Generative Shape Design，GSD)是强大的逆向开发工具。它们能完成点云读入、输出、编辑以及曲面快速而便捷的重建。本文 介绍以CATIAV5 的DSE、QSR和GSD模块为零件逆向开发的软件基础。 二、CATIA在汽车零件逆向开发中的应用 下面结合某车型的油箱盖外板逆向开发，来说明CATIAV5 逆向开发过程。 1. 零件表面数字化 零件正确装夹以后，可用光学扫描仪对零件进行测量。测量内容可包括工件的分型(边界)线、轮廓线、面、 结构等几何特征，以及用于重定位的定位基准。由此得到零件表面数字化的ASCII 文件。 2. 点云预数据处理 1) 在CATIAV5 的DSE 模块中，通过Insert|Importcloud 导入零件的ASCII 文件(如图 1 所示)。导入 过程中可以用鼠标移动6 个绿色的控制点，改变导入点云边界，过滤一些无用的点(即降噪)。 图1 油箱盖外板原始点云 2) 选择Insert | Cloud Edition | Cloud Filter，利用Adaptative 选项能将曲面变化小的地方过滤较多 的点，而变化大的地方过滤较少的点，使特征变得更明显。本开发将Adaptative 值设为0.005 进行第二次 降噪(如图2 所示)，该值越大则过滤掉的点越多。 图2 降噪去掉多余点后的点云 3) 通过Insert | Cloud Edition | Remove Point，进一删除扫描过程中边界部分的误点和缺陷点。图3 点云的铺面 4) 对点云进行铺面处理，它是点云的三角片图像，主要是为了提高点云的可视性，以便于提高曲面造型的 效率。选择Insert|Mesh|MeshCreation 进行铺面。如果有破洞存在(如图3 所示)，不能单纯增加 Neigborhood 的值，否则一些不该补的部分也会被铺成面可用Insert | Mesh | Fill Holes 完成破洞的手动 修补。 图3 点云的铺面 3. 特征线提取 从零件具体结构特征出发，先用斑马线仔细分点云的铺面(如图4 所示)，进行曲面重构之前的合规划。划 分曲面块的主要依据是零件的棱线以及面的曲率变化。零件一般由多块曲面构成，每块曲根据特性可以判断用 什么方式构建，是点)面(这情况较少)，还是点)线)面的方式。CATIAV5Q 模块Insert | Scan Creation | Planar Sections 提取部分特线，然后用Insert | ScanCreation | Free