摘要:油泥模型的制作是一个非常专业的工作,在摩托车设计中是非常重要的一个环节,是正向设计中概念设计的一部分。在摩托车新产品设计中,通常采用正向设计和逆向设计结合使用,对正向设计概念产生的油泥模型进行数据采集、数据处理、模型重构等逆向设计,得到最终的三维模型。
油泥模型自20世纪20年代开始,由于使用便捷、性能稳定而被广泛使用,我国是在70年代初开始使用这一技术,现在已经发展成为一门较为成熟的技术。油泥模型制作是一个非常专业的工作,在汽车、摩托车设计中是非常重要的一个环节。油泥模型将二维平面效果图转化为真实的三维实物,是工业设计创新思想的最终体现,起着承上启下的重要作用,其质量直接影响产品的设计效果,同时,也是下一个阶段工作的基础,是正向设计中概念设计的一部分。早期设计师在进行产品造型设计时,主要采用正向设计的方法,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;而逆向设计是指设计师对产品实物样件表面进行数字化处理(数据采集、数据处理),并利用可实现逆向三维造型设计的软件来重新构造实物的三维CAD模型(曲面模型重构),并进一步用CAD/CAE/CAM系统实现分析、再设计、数控编程、数控加工的过程。目前,计算机辅助设计已非常广泛,但油泥模型因为它的高效和表现真实性仍被广泛应用着。在摩托车逆向设计中,非常重要的工作就是进行曲面重构及整体曲面的调整,逆向设计过程也可以看作是曲面重构的过程,油泥模型的结构与质量也就分外重要。在现今摩托车新产品设计中,通常正向设计和逆向设计结合使用,通过对正向设计概念产生的油泥模型进行数据采集、数据处理、模型重构等逆向设计,从而得到最终的三维模型。
1.油泥模型
在摩托车新产品开发中,设计人员一般都会根据设计输人进行结构验证,对外形尺寸及骑乘参数、整车开发方案及部分零部件配置进行分析,对摩托车最主要的零部件车体进行试验论证,而车轮、前后减震器等功能性的零部件一般会采用现有的,不会做大的改动,并在此样品车的基础上制作油泥模型。油泥模型师的工作就是通过塑造油泥把设计师的想法快速、准确地表现出来,供设计人员和决策者审定。为方便制作及修改,全新或较多变化的油泥模型一般会用一个基准座支撑,使前后轮同时离开地面一定的高度(一般稍微离开即可),保证两轮一线,整车左右对称。基准座侧面和垂直的一侧安置基准块,如图1所示,这样油泥车在三坐标测量平台上容易找正,方便各坐标点定位及制作另一侧的油泥模型。
2三维扫描
在摩托车新产品开发中,设计人员一般都会根据设计输人进行结构验证,对外形尺寸及骑乘参数、整车开发方案及部分零部件配置进行分析,对摩托车最主要的零部件车体进行试验论证,而车轮、前后减震器等功能性的零部件一般会采用现有的,不会做大的改动,并在此样品车的基础上制作油泥模型。油泥模型师的工作就是通过塑造油泥把设计师的想法快速、准确地表现出来,供设计人员和决策者审定。为方便制作及修改,全新或较多变化的油泥模型一般会用一个基准座支撑,使前后轮同时离开地面一定的高度(一般稍微离开即可),保证两轮一线,整车左右对称。基
油泥模型经审定后,用光学扫描仪进行三维扫描,以获得物体表面的空间坐标。三维扫描是将实物的立体信息、转换为计算机能直接处理的数字信号,形成“点云”资料,输出三维模型的支持格式有STL、OBJ、VRML、IGES、OKO等,可与Imageware, Geomagic,TRACE、CopyCAD、Solidworks、CATIA、UG、Pro/E等软件兼容。目前,笔者使用的是德国GOM公司生产的ATOS光学测量系统,根据基准块设定坐标系,用三坐标测量仪测量油泥模型上距离较远的6个基准点坐标值,ATOS光学测量系统处理软件再根据这6个基准点的坐标值,进行扫描数据与样品车其他三维数据拼合,后期设计人员可以在车架坐标系下进行三维设计,方便其他的数据交换。如果油泥模型后期出现更改的情况,需要补测油泥模型时,可直接把补测数据装配到车架坐标系中。