基于样板实现飞机零件逆向建模

丛媛媛（中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司制造数据中心，沈阳 110085）



基于样板实现飞机零件逆向建模

丛媛媛
（中航工业沈阳飞机工业（集团）有限公司制造数据中心，沈阳 110085）

摘 要：基于样板实现了飞机零件逆向建模，此技术的实现有效的提高了模拟量分析的制作效率，同时也推动了飞机建造行业的发展。因此，本文对基于样板实现飞机零件逆向建模进行了深入地分析，并阐述了自己的见解，以供参考。

关键词：基于样板；飞机零件逆向建模；研究

0　引言

近些年来，我国科技水平有了显著的提高，尤其是在科研事业方面。在不断的研究下，研究人员发明了逆向建模这一技术，并将其进行了具体的应用，取得了较为显著的效果。

1　对扫描设备进行分析

①温度。温度和样板之间有着密切的联系，若是温度忽高忽低，样板就会产生热胀冷缩现象，进而影响扫描的准确性，尤其是在冬季，因为室内取暖的原因会使得其温度超出正常温度，进而导致扫描出现较大的误差。针对这一问题，相关人员可以通过查看温度计的方式来了解当前的温度，在符合标准温度的时候进行样板扫描，就可以有效的保证扫描的准确性了。

②按照规定的操作流程来进行设备使用。在扫描工作中，使用分辨率较高的扫描仪扫描出的图形是非常清晰的，但同时在使用此设备的过程中也需要耗费大量的时间，这些时间主要是应用在扫描细节中，因此，工作人员必须按照规定的操作流程来使用设备。

2　样板扫描处理

工作人员在协调并且制板的过程中是离不开理论图版的，理论图板同时也是飞机制造模拟量开始传递的起点。虽然理论图板具有极大的作用，但是因为当前针对理论图板获取的图形的手段还不是很先进，所以只能依靠扫描的方式来获取图形信息。具体来说，泡沫填充件产品零件是非常重要的构件，对此零件进行加工的传统方法是利用10块切面样板来实际进行搓修加工，在完成上述手工修行之后，需要处理样板，之后设置较为合理的参数，使用VQC设备来扫描样板，最后生成格式是dxf的样板轮廓线［2］。

在制造样板的过程中，允许的公差是0.2毫米，允许的扫描误差是0.05毫米，扫描的最大范围是在1.5米，一般图板都是在2-3米之间，在对图形进行拼接的过程中，不可避免的会出现一些偏差，所以通过扫描得到的数据和理论模板之间存在一定的差距，此偏差最大是3毫米。这样的情况就使得纵横定位的样板数据之间无法协调，不能够直接的应用。工作人员需要使用Kongsberg平板绘图机来对已经打磨过边缘边缘获取的模线轮廓线进行绘制，需要将其绘制在聚酯薄膜胶板上面，然后和原模线样板进行比较检测。若是出现一定的偏差，那么工作人员就需要以原来的模线样板为依据开展修正工作，之后再次绘制进行对比，反复进行此项工作，然后对通过逆向扫描得到的模板数据和理论图板上的图形重合度进行验证，并将相关的信息进行记录。

3　逆向模型构建

①样板扫描数据的导入。在进行逆向模型构建工作的过程中，首先要做的就是模板扫描数据的导入。第一，先开展模板扫描工作，将扫描后得到的数据进行采集，之后形成点云格式文件；第二，进行数据导入。当扫描的数据被存放到文件之后，工作人员需要将文件放置到相应的界面中打开，也可以通过CLOUD IMPORT进行文件导入；第三，点云数据处理。当数据文件被打开之后，因为文件中的数据是非常多的，所以为了减少数模体积，就需要对其进行处理，将其中一些重点数据内容筛选出来，将一些偏差比较大的数据过滤出去，以此来保证数据的准确性。

②曲线曲面的形成、光顺以及修正。第一，曲线曲面的形成。模线中定位基准，工作人员需要对其进行利用，然后通过对零件图纸以及与之有关的技术文件进行参考，之后开展旋转以及平移等工作，在这之后，还需要将已经光顺后的模线定位到其应该在的位置上，使用CATIA V5软件来开展曲线曲面工作，以此来对零件的外形进行有效的构造，在这一过程中，需要对曲面的实际生成方式进行思考，明确的区分基础曲面以及过渡曲面，并做好曲面剪裁工作。在构建模型的过程中，需要使用的功能是生成式曲面中的fll、loft等建立功能，还需要使用能够对曲面进行修饰的功能，比如说Split以及join等［3］，同时还需要进行曲面光顺以及曲率分析相应的工作。第二，曲线曲面光顺以及修正。在进行曲面光顺的时候，因为多种因素的影响，从而导致一次成功是比较困难的，工作人员常常需要就此工作多次进行重复。工作人员需要先进行基础曲面工作，然后以模型为参照物对其进行剪裁，利用剪裁之后的基础曲面来构建过渡曲面，完成修补工作。当上述工作都完成之后，工作人员就可以发现曲面的基本轮廓已经成形，这个时候就可以进行曲面生成。在此过程中，工作人员需要使用曲面分析工作来对其光顺度进行调整，并做好优化处理，从而保证曲面的质量。因为模型是存在误差的，所以说逆向工程就是在误差精度以及曲面质量中寻找平衡点，以此来提高飞机零件的制造效率以及质量。

③形成实体。相关人员需要对被扫描对象进行分析，然后利用已经构建好的曲面加厚形成实体，在这之后，需要对构建好的实体模型进行工装数字化制造，需要应用零件的单位还需要对产品首件进行检验，以此来判断逆向数模是否是正确的，若是存在偏差，则需要制定完善的修正方案对其进行修正，当数模修正正确之后就可以将其投入到实际的生产中［4］。

4　结束语

综上所述，逆向建模需要模线样板的数据作为基础，但模线又是飞机零件制造的前提，鉴于此种情况可以发现，逆向建模具有积极地作用，而且因为其精度比较高，所以通过逆向建模所构建出的零件实体数模都能够和当前的生产关系相协调，可以减少工装报废的数量。因此，相关部门应该提高对逆向建模的重视程度，并努力提高自身的逆向建模数字化制造技术，推动全面数字化制造的发展，进而提高我国飞机的竞争力。

参考文献：

［1］基于特征和约束的飞机反求建模［J］.南京航空航天大学学报，2009，41（05）：581-587.

［2］刘宝，章卫国，李广文等.弹性飞机的建模与模型降阶方法研究［J］.计算机仿真，2008，25（05）：29-32，43.

［3］郭希旺，刘春.飞机几何建模方法的研究［J］.军民两用技术与产品，2008（06）：40-42.

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2016.13.251