基于逆向工程的踏板滑块数字化快速开发与评估

2016-06-03范钧

中国新通信 2016年8期

【摘要】本文基于踏板滑块点云数据，通过PRO/E软件的逆向造型功能，逆向构建出滑块模型。在此基础上，基于对该零件的工作条件和功能分析，对其改进方案进行确定。利用PRO/E软件，对该模型进行参数化修改。基于MOLDFLOW软件，对数字化设计结果进行分析与评估。

【关键词】逆向工程数字化设计快速开发

引言

由于数字化技术可以提高现代产品的设计质量、缩短研发周期、降低制造费用，数字化研发方面的文献较多[1-3]。随着逆向工程技术的广泛应用，数字化研发过程中引入了逆向工程技术，但是这方面的文献较少[4-5]。本文基于逆向工程技术，通过PRO/E软件的逆向参数化设计和MOLDFLOW软件的数字化评估，实现踏板滑块的数字化快速开发。

一、数据采集

通过三维结构光栅式光学扫描仪，获取到的踏板滑块点云数据，如图1所示。

二、逆向建模

将滑块点云导入到PRO/E软件中，剔除点云中的粗大噪声点。寻找出点云数据中破洞的地方，通过填充操作，实现破损点云区域的修补。对处理过的数据点进行包络，达到三角平面处理效果。粗调后，小平面进入精整阶段，精调能提供更为精细的三角平面。最后，将基于滑块点云构建的滑块曲面，转化为三维实体，即三维曲面的实体化。基于PRO/E软件的滑块逆向建模，如图2所示。

三、改进方案设定

逆向模型滑轨，如图3所示。由图3可以知道，由于滑块在底座内壁经常做滑动，同时受到底座内壁的冲击和碰撞，导致踏板滑块的阶梯型滑轨部分，出现了锯齿形态的特征，造成滑轨部分曲面不完整，严重影响踏板滑块在底座内壁的正常滑动。

为了恢复踏板滑块的滑动功能，对逆向模型的滑轨进行参数化修改与优化。针对锯齿形态的特征，通过参数化修改，把锯齿形态的滑轨改为完整曲面形态的滑轨。改进方案滑轨，如图4所示。

四、模拟分析

基于MOLDFLOW软件，逆向模型偏差分析，如图5所示。由图5可知，逆向模型的偏差程度为0.1374mm，逆向模型的成型件误差较高，精度较低。基于MOLDFLOW软件，改进方案偏差分析，如图6所示。由图6可知，改进方案的偏差程度为0.1343mm，改进方案的成型件误差较低，精度较高。显然，改进方案的成型偏差比逆向模型的成型偏差小，改进方案的成型精度高于逆向模型的成型精度。改进方案是对逆向模型的优化。

五、评估定型

逆向模型与改进方案的模拟分析数据对比表，如表1所示。由表1可知：①逆向模型的填充时间为2.210秒，而改进方案的填充时间为2.117秒；显然，改进方案的填充时间比逆向模型的填充时间短。②逆向模型的冷却时间为19.16秒，而改进方案的冷却时间为18.91秒；显然，改进方案的冷却时间比逆向模型的冷却时间短。③逆向模型的气穴数量为30处，而改进方案的气穴数量为23秒；显然，改进方案的气穴数量比逆向模型的气穴数量少，改进方案的潜在气穴危害程度会低于逆向模型的潜在气穴危害程度。