毕业设计汽车仪表盘的逆向设计

毕业设计汽车仪表盘的逆向设计内容摘要：

迹误差、逆向工程设计所依据的数据值存在的测量误差、设计中的被测物存在的加工误差、设计 )中的曲线拟合存在的拟合 差等方面的综合分析。 （ 4） 逆向工程技术的常用软件 目前，比较著名的逆向工程软件如下： 1:Imageware(美国 EDS 公司 )，广泛应用于汽车、航空、航天、家电、模具。 具有强大的点云处理和 NURBS 曲面重构功能。 2:Geomagic(美国 Raindrops 公司 )，主要用于玩具、工艺品等领域。 具有丰富的数据处理手段，可以根据测量数据快速构造出多张连续的曲面模 3:CopyCAD (英国 DELCAM 公司系列产品 )，主要处理测量数据的曲面造型。 DELCAM 的产品涵盖了从设计到制造、检测的全过程。 4:RapidForm (韩国 INUS 公司开发 )逆向工程软件，主要用于处理测量、扫描数据的曲面建模以及基于 CT 数据的医疗图像建模。 还可完成艺术品的测量建模以及高级图形生成。 以上介绍的是常见逆向工程软件 均是国外的。 国内 在逆向工程软件方面的研究．主要集中在高等学校 (如西安交通大学 JDRE、浙江大学 RE— SOFT、西北工业大学 NPUSRMS)，但是由于系统稳定性、可操作性等原因，这些研究性软件还没具备与国外商业化软件竞争的条件。 ⑸ 逆向工程技术的应用领域 ①模具设计制造方面：现代制造的大量模具都是由三维曲面构成，常常需要通过多次反复修改原始的模具型面，已得到所需的模具。 然而曲面的改变却未反应在原始的CAD 模具上，只要借助逆向工程的反求功能，可以时时的修正在制造过程中变更过的设计模型，从而得到新的完整的 CAD 模型。 ② 用于 难于用基本几何元素来表达与定义的复杂曲面：如流线型的产品、工艺品以及不规则的线条组成的构件等，在精度、完整度等方面都很难以保证，利用逆向工程则可以加快设计速度并达到很好的精度。 ③ 没有图纸或者图纸不全，没有 CAD 模型不能生产情况下：采用零件原件利用逆向工程进行点云测量，在形成零件设计图纸和三维 CAD 模型。 并以此为依据利用 CAM软件生成数控 NC 代码，复制生产一个相同的零件 ④ 设计的零件要通过实验验证的：首先在实体模型的基础上缩小比例经过各种实验性能测试，逐步修改实体模型。 最终的实验模型借助逆向工程就可以将 其转化为三维CAD 模型。 ⑤快速检验零件制造精度：通过逆向工程三维扫描技术建立零件模型和设计者设计的 CAD 模型比较。 可以检测零件的制造精度。 找出设计的不足，使产品不断完善。 汽车仪表盘的逆向设计 7 在以上几个领域，逆向工程都不可 缺 少。 其中复杂曲面产品的研发设计的发展最为突出。 现在依托高精度三维数字扫描系统的逆向工程，结合 CAD／ CAM／ CAPP／ RP(快速成型 1 是当前产品设计研发的全新技术之一。 涵盖的产业有：汽车摩托业、电子通讯业、玩具业、模具业、家电业、运动器材业、五金业等。 制造的产品有：汽车模具外盖件、手机外壳、电器外型、耳机 、玩具、文化用品等。 这些逆向工程技术都大大的节省了产品开发的时间和成本。 逆向设计软件 CATIA CATIA 软件 的 简介 CATIA 是法国 Dassault System 公司旗下的 CAD/CAE/CAM 一体化软件， Dassault System 成立于 1981 年， CATIA 是英文 Computer Aided TriDimensional Interface Application 的缩写。 在 70年代 Dassaut Aviation 成为 了 第一个用户， Dassault Aviation 是世界著名的航空航天企业，其产品以幻影 2020 和阵风战斗机最为著名。 从 1982 年到 1988 年， CATIA 相继发布了 1 版本、 2 版本、 3 版本，并于 1993 年发布了功能强大的 4版本，现在的 CATIA 软件分为 V4 版本和 V5 版本两个系列。 V4版本应用于 UNIX 平台， V5版本应用于 UNIX 和 Windows 两种平台。 CATIA如今其在 CAD/CAE/CAM以及 PDM领域内的领导地位，已得到世界范围内的承认。 其销售利润从最开始的一百万美圆增长到现在的近二十亿美元。 雇员人数由 20人发展到 2， 000 多人。 居世界 CAD/CAE/CAM 领域的领导地位，广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子 \电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品设计与制造领域，其特有的 DMU 电子样机模块功能及混合建模技术更是推动着企业竞争力和生产力的提高。 CATIA 提供方便的解决方案，迎合所有工业领域的大、中、小型企业需要。 包括 :从大型的波音 747 飞机、火箭发动机到化妆品的包装盒，几乎涵盖了所有的制造业产品。 在世界上有超过 13,000的用户选择了 CATIA。 CATIA 源于航空航天业，但其强大的功能以得到 各行业的认可，在欧洲汽车业，已成为事实上的标准。 CATIA 的著名用户包括波音、克莱斯勒、宝马、奔驰等一大批知名企业。 其用户群体在世界制装配，创造了业界的一个奇迹，从而也确定了 CATIA 在 CAD/CAE/CAM 行业内的领先地位。 汽车仪表盘的逆向设计 8 CATIA 的逆向设计模块 由于本论文， 主要研究的是 基于 CATIA 的 仪表盘逆向设计，这里有必要把 CATIA软件的逆向功能模块介绍 一下。 CATIA 逆向工程使用数字曲面编辑器 (Digitized Shape Editor, DSE)、 创成式外形设计 (Generative Shape Design, GSD) 、 快速曲面重建 (Quick SurfaceReconstruction, QSR)、自由曲面造型 (Freestyle Shear, FSS)等模块来进行逆向操作。 DSE 模块可用来处理点云文件 ,该模块可以对云进行导入导出、分析过滤、网格铺面、绘制交线等操作。 对于分块扫描的大型零件 , DSE 的分割拼接功能可以对点云文件依据对准球 (测量点云数据时人为设置的小圆点 , 作为后续工作两部分点云对齐的基准 )进行拼接 , 将各块点云数据合并为一个整体的零件点云。 使用 DSE 模块的 最主要目的是通过对零件点云数据的分析、处理 ,从而获得点云网格面特征交线 ,这是正确拟合曲面的基础。 QSR模块可以将 DSE处理后得到的点云网格面特征交线进一步转变为空间曲线 , 使用曲面拟合命令 , 以点云为参考、以空间曲线为基础拟合得到高质量曲面。 其带有的曲线分析工具可以分析空间曲线与点云网格面特征交线之间的误差。 GSD 和 FSS 模块是使用 CATIA 进行三维曲面设计的主要工作平台 , 在平台中可使用线架和表面特征快速建立从简单到复杂的任意形状曲面 ,这两个模块有大量创建和编辑曲面的设计工具。 在逆向设计中 ,主要是应 用这两个模块拟合和拼接曲面的功能 , 形成完整的结构外形。 同时对孔、筋、圆弧等细 节部分正向重建。 FSS 模块的曲面分析功能可用于 所有类型的曲线、曲面分析 ,将重建的拟合曲面与点 云或网格面进行曲面分析 ,可以得到误差分析图 ,便于验证重建曲面的正确性。 简单外形的零件一般采用 DSE 及 QSR 两个模块即 可完成曲面的构建。 具有复杂外观及有多孔、多筋的复杂零件 ,在 DSE 及 QSR 处理得到整体曲面结构后 , 还需要在 GSD 和FSS 等模块里进行细部结构的重建与修饰 ,最后生成的实体在 FSS 模块里进行曲面品质分析。 本论文 研 究目的和工作内容 （ 1） 研究目的 随着人们生活水平的提高 ， 购买汽车的 欲望 也越来越大， 对汽车的性能要求也越来越高。 因此造型优美、性能优秀 、高性价比 的汽车， 倍 受消费者的青睐。 而作为汽车点睛之笔的仪表盘， 也正经历着一场新的变革，如何快速的生产出极具动感而又性能稳定汽车仪表盘的逆向设计 9 的仪表盘 对 ，成为了设计者们研究的课题。 以缩短设计周期节约成本为目的的 逆向工程技术也更多的应用在仪表盘的设计当中 ， 因此 仪表盘 规范的逆向设计流程 、快速的逆向方法成为了设计者们探索的 新目标。 本论文旨在研究探索出一种规范的逆向设计仪表盘的流程，以 CATIA 为逆向 软件，并归纳出逆向设计仪表盘的方法技能。 （ 2） 工作内容如下 ① 分析当前汽车仪表盘的 行业 、 技术 、 市场 、工艺、 生产 等 特性特征 ， 总结出 今后几年内 仪表 盘的发展趋势。 为下面即将进行的汽车仪表盘的逆向设计做出材料信息的准备。 ② 以 CATIA 为逆向软件，具体的逆向设计一个仪表盘， 先完成从 点云的采集到生成三维数模等一系列工作 ，再审核整理修改得到最终的设计结果，并且以图片、文字、三维数模等方式记录和展示具体的操作过程。 最后 归纳 整理 出可行的逆向设计 汽车仪表盘的 方法技能。 ③ 在完成一个仪表盘零件的逆向设计 的基础上，结合当前 的仪表盘的设计流程、发展趋势等相关知识，总结 一套可行 规范 的汽车仪表盘的逆向设计流程。 汽车仪表盘的逆向设计 10 2 汽车 仪表盘 概述 汽车仪表盘 简介 汽车仪表盘 定义 图 仪表盘 汽车仪表盘是汽车内饰件的重要组成部分，是各种 仪表、信号及操作开关集合处 ，是汽车 的操纵控制与 显示的集中部位 ， 能集中、直观、即时、准确地提供汽车在行驶过程中的各种动态状况，如行驶速度、里程、电系状况、制动、压力、发动机转速、冷却液温度、油量、方向指示等；同时，驾驶人员可以通过汽车仪表不断反 馈的信息，对汽车进行适时有效的控制，使汽车仪表成为驾驶人员与汽车进行信息交流和互动的界面。 汽车仪表盘各符号的含义 由于汽车仪表盘是驾驶员与汽车直接进行信息交流的界面和互动的界面，正确的认识汽车仪表盘上各符号 的特征含义就显得特别重要了，通过这些符号或指示灯，就能更汽车仪表盘的逆向设计 11 好的掌握汽车当前的运行状态，让驾驶员更好的操纵汽车。 其中的一些符号还有提示作用 增加汽车的安全性。 下面通过一张表来讲解汽车上各个符号的含义，如下表 所示。 表 （ 1） 指示灯 指示灯 的 含义 安全气囊指示灯 显示安全气囊工作状态的指示灯，接通电门后点亮，约 3－ 4秒后熄灭，表示系统正常，不亮或常量表示系统存在故障。 车门状态指示灯 — 显示车门是否完全关闭的指示灯，车门打开或未能关闭时，相应的指示灯亮起，提示车主车门未关好，车门关闭后熄灭。 驻车指示灯 — 驻车制动手柄（即手刹）拉起时，此灯点亮。 手刹被放下时，该指示灯自动熄灭。 在有的车型上，刹车液不足时此灯会亮。 电瓶指示灯 显示蓄电池工作状态的指示灯。 接通电门后亮起，发动机启动后熄灭。 如果不亮或长亮不灭应立即检查发电机及 电路。 刹车盘指示灯 显示刹车盘片磨损情况的指示灯。 正常情况下此灯熄灭，点亮时提示车主应及时更换故障或磨损过渡刹车片，修复后熄灭。 机油指示灯 显示发动机机油压力的指示灯，本灯亮起时表示润滑系统失去压力，可能有渗漏，此时需立即停车关闭发动机进行检查。 水温指示灯 显示发动机冷却液温度过高的指示灯，此灯点亮报警时，应即时停车并关闭发动机，待冷却至正常温度后再继续行驶。 燃油指示灯 提示燃油不足的指示灯，该灯亮起时，表示燃油即将耗尽，一般从该灯亮起到燃油耗尽之前，车辆还能行驶 约 50公里左右。 汽车仪表盘的逆向设计 12 表 （ 2） 指示灯 指示灯的含义 前后雾灯指示灯 该指示灯是用来显示前后雾灯的工作状况，前后雾灯接通时，两灯点亮，图中左侧的是前雾灯显示，右侧为后雾灯显示。 . 转向指示灯 转向灯亮时，相应的转向灯按一定频率闪烁。 按下双闪警示灯按键时，两灯同时亮起，转向灯熄灭后，指示灯自动熄灭。 远光指示灯 显示大灯是否处于远光状态，通常的情况下该指示灯为熄灭状态。 在远光灯接通和使用远光灯瞬间点亮功能时亮起。 安全带指示灯 显示安 全带状态的指示灯，按照车型不同，灯会亮起数秒进行提示，或者直到系好安全带才熄灭，有的车还会有声音提示。 内循环指示灯 该指示灯是用来显示车辆空调系统的工作状态，平时为熄灭状态。 当打开内循环按钮，车辆关闭外循环时，该指示灯自动点亮。 图 PASSAT的组合仪表 汽车仪表盘的逆向设计 13 汽车的组合仪表及工作原理 组 合 仪表 里包含 ，有车速表、里程表、发动机转速表、燃油 表、 水温表等。 这些仪表 反应了车辆当前行驶的状态，直接与驾驶员进行信息交流。 （ 1） 车速表，反应车速的装置。 工作原理： 车速传感器 → 发出方波信 号 → D/A → 指示。 车速表指示的法规要求 ： 车速表指示车速不得低于实际车速，在 GB 15082（ 2020）汽车用车速表规定的试验车速下，并在这些车速之间，其指示车速与实际车速之间应符合下列关系式： 0≤ V1V2≤ V2／ 10＋ 4 km／ h （ ） 其中。