基于汽车缝道设计的二次开发研究

汤艳萍

基于汽车缝道设计的二次开发研究

汤艳萍

（上汽大众汽车有限公司，上海 201800）

对汽车缝道设计流程进行标准化定义，借助CATIA软件进行汽车缝道设计模块的二次开发研究工作，通过在软件中添加汽车缝道设计模块，提升汽车主机厂汽车缝道设计的工作效率，为汽车厂家降低人力和时间成本。

汽车缝道设计；流程标准化定义；识别；二次开发

前言

中国汽车产业作为世界汽车产业重要组成部分，已经完成了从小到大的过程，正在逐步实现由弱到强的巨大跨越。2019年中国汽车产业面临前所未有的机遇和挑战，各大汽车厂为了抢先赢得市场份额，不断加快新车型的研发和生产进度。汽车缝道设计作为汽车厂家装配汽车内外饰零件的标准，其制定不仅体现了汽车的工艺要求和产品质量，同时也是汽车公司技术水平的高度体现。汽车缝道设计的相关工作在产品研发过程中起到为汽车质量把关的重要作用。面对众多的开发项目和验收节点，在实际工作中，汽车缝道设计的制作消耗了大量的人力和时间成本。本文通过研究汽车缝道设计工作的具体流程，通过制定汽车缝道设计的标准化流程定义，借助工作应用软件CATIA 平台，在其后台运用C++语言编程的方式进行汽车缝道设计模块的二次开发的研究工作，通过在软件中添加汽车缝道设计模块，提升汽车缝道设计的工作效率，为汽车厂家大幅度的降低人力和时间成本。

1 标准化流程定义

标准化流程定义，即用规范化的方法把标准的工作流程及管理程序定义下来，使之系统化和制度化。目前，通过大量的实践经验，汽车缝道设计具有流程规范，工作重复频率高的特点。鉴于汽车缝道设计的这个特点，可以在实际工作中对其相关工作进行标准化流程的定义。

1.1 标准化流程定义分类

根据汽车缝道设计的具体流程和不同制作阶段，可对其标准化定义进行分类，具体可以分为如下三个方面：（1）对汽车缝道设计中每个截面的制作方法和流程进行标准定义。（2）对汽车缝道设计标准制图模板进行标准化定义。（3）对多个缝道截面的输出进行标准化定义。包括针对多个缝道图纸进行一次性输出进行标准定义。

1.2 开发研究流程

缝道截面的制作流程，其标准化定义流程如下：制作两个零件的缝道，首先选定一个零件边界倒角的边界线，同时边界线的三维空间信息自动传递到计算机后台存储到一个空集A中。在边界线上建立一个三维空间点，同时三维空间点的三维坐标信息自动传递到计算机后台存储到空集B中。计算机后台根据集合B中的线段信息和集合A中线上的一个点信息，通过编程算法自动生成一个以点为圆点位置，垂直于线段的平面。根据制作汽车缝道截面的经验，平面设定为半径为30MM的圆，并把平面的相关信息储存到计算机后台的集合C中。计算机计算平面和软件空间内与其接触的所有面相交的截面线，并把截面线的空间信息存储在计算机后台的集合D中。后台调用集合A中三维点信息、集合C中的平面信息。以点为中心在平面上建立一个圆，圆的空间信息存储在计算机后台集合E中。计算机调用集合D中的截面线和E中圆的信息，保留圆圈中截面线的信息到集合F中，圆圈外的截面线的信息自动删除。计算机调用集合F中的信息到制图模式Drawing下。缝道截面的具体制作流程的标准化定义如下图1所示。

图1 缝道截面制作流程的标准化定义

汽车缝道设计制图模板标准化定义如下：计算机每次调用集合F中的图形信息时，自动在CATIA 中建立一个Drawing文件。Drawing中自带一个自定义模板。自定义模板的二维中心坐标信息存储在集合G中。调用集合F中输出的图形信息以及集合A中点的信息，其信息到二维Drawing文档中只保留二维信息和图形的坐标位置，根据模板中心位置进行定位，匹配信息保存在集合H中。集合F中的信息根据集合H中的匹配算法进行位置定位，定位后的信息储存在集合I中。汽车缝道设计制图模板标准化定义如下图2所示。

图2 汽车缝道设计制图模板标准化定义

多个缝道的Drawing文件同时输出的流程如下：对每个Drawing文件按照自定义模板边界信息进行提取。提取的自定义模板边界信息存储在集合J中。根据集合J中的边界信息对Drawing文件进行输出。多个缝道的Drawing文件同时输出流程如图3所示。

图3 Drawing文件同时输出的标准化定义

2 关键算法研究

随着计算机技术的迅猛发展，借助于计算机的图形显示技术、图像处理技术和模式识别技术均取得了重大进展。在计算机视觉领域中，如何从当前的图像中提取出所需要的特征信息是图像识别的关键所在。在许多应用场合中需要快速准确地识别出图像中的几何图形(如圆、矩形、三角形等)，从而进行更深一步的操作。本文通过研究区域识别算法，解决汽车缝道设计在后台进行区域判断的关键技术。

2.1 区域识别算法

计算机区图形识别算法有很多，并广泛应用于手势识别中。由于本文涉及的区域识别只需要判定所需要的点的集合，不需要对点进行排列，所以采用线段判定的方法进行识别。区域识别算法具体如下：集合E中包括圆的基本信息，即圆心坐标和半径信息，其中圆心为手动输入后并存储在集合A中的三维坐标信息，后期被调用到集合E中只保留平面坐标信息，半径为工作经验设定值，R=30mm。根据圆的方程为：

(x-a)²+(y-b)²=R²

其中（a，b）表示圆心坐标，R=30mm，则满足此方程的所有（x，y）的坐标信息存储到一个集合中。调用集合D中表示截面信息的所有点的集合，用（X，Y）表示。计算点的集合（X，Y）到圆心（a，b）的距离d：

d²= (X-a)²+(Y-b)²

判断d与R之间的关系，当d〈 R时，说明此点在圆内；当d〉R时，说明此点在圆外。把所有满足d〈 R的点的集合存储在集合F中，不满足的点则清除。最终集合F为识别后的有效信息。识别效果如图4所示。

图4 区域识别图示

2.2 位置匹配算法

汽车缝道设计制图模板标准化定义过程需要运用位置匹配算法对集合F中的信息进行位置匹配，匹配后的信息调用到集合I中，以保证集合I中的信息处于标准制图模板的中心位置。位置匹配算法具体如下：标准制图模板为二维模板，其中心位置在计算机后台设定为（e，f）。调用集合F中把集合A中三维点的信息转化后的二维信息（g，h），则集合H中的匹配算法即为方向向量（g-e，h-f）。集合F中所有的点的信息都按照方向向量（g-e，h-f）进行位置定位。

3 结论

通过对汽车缝道设计进行标准化流程定义，使汽车缝道设计中每个缝道的制作过程由原来需要手动至少进行6步操作的工作变成现在只需要1步操作。缝道制图所需时间大幅度缩短，制图速度提高至少500%以上，并且准确率高，不存在由于操作者失误的原因导致的错误。对于多个缝道出图工作，原来是每个缝道进行单独出图后进行整合，工作量巨大，进行标准化定义后，只需要一步操作就可以完成之前大量的出图工作，很大幅度提高了工作效率及工作成本，经济性成效显著。

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[3] Varley P. A. C., Suzuki H., Mitani J., et al, “Interpretation of single sketch input for mesh and solid models”, International Journal of Shape Modelling 6 (2), 207-240, 2000.

[4] Igarashi T., Matsuoka S. and Tanaka H., “Teddy: a sketching interface for 3D freeform design”, Computer Graphics Proceedings, Annual Conference Series, SIGGRAPH 99, Los Angeles, California, Aug. 8-13, 1999, pp. 409-416.

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[6] Owen Astrachan, “Bubble Sort: An Archaeological Algorithmic Analysis”, SIGCSE 2003.

Research on Secondary Development Based on Automobile Gap Design

Tang Yanping

（SAIC Volkswagen, Shanghai 201800）

The design process of automobile gap is defined in a standardized way. CATIA software is used to carry out the secondary development and research of the design module of automobile gap in its background. By adding the design module of automobile gap in the software, the work efficiency of automobile gap design is improved, and the labor and time costs are reduced for automobile manufacturers.

Design of Automobile Gap; Standardized Definition of Process; Identification; Secondary Development

U462

A

1671-7988(2019)18-51-03

U462

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1671-7988(2019)18-51-03

汤艳萍（1986-），女，设计师，就职于上汽大众汽车有限公司产品研发与管理前期研发，从事汽车前期研发工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.018