基于樣板實(shí)現(xiàn)飛機(jī)零件逆向建模

叢媛媛（中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司制造數(shù)據(jù)中心，沈陽 110085）

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基于樣板實(shí)現(xiàn)飛機(jī)零件逆向建模

叢媛媛
（中航工業(yè)沈陽飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司制造數(shù)據(jù)中心，沈陽 110085）

摘 要：基于樣板實(shí)現(xiàn)了飛機(jī)零件逆向建模，此技術(shù)的實(shí)現(xiàn)有效的提高了模擬量分析的制作效率，同時也推動了飛機(jī)建造行業(yè)的發(fā)展。因此，本文對基于樣板實(shí)現(xiàn)飛機(jī)零件逆向建模進(jìn)行了深入地分析，并闡述了自己的見解，以供參考。

關(guān)鍵詞：基于樣板；飛機(jī)零件逆向建模；研究

0　引言

近些年來，我國科技水平有了顯著的提高，尤其是在科研事業(yè)方面。在不斷的研究下，研究人員發(fā)明了逆向建模這一技術(shù)，并將其進(jìn)行了具體的應(yīng)用，取得了較為顯著的效果。

1　對掃描設(shè)備進(jìn)行分析

①溫度。溫度和樣板之間有著密切的聯(lián)系，若是溫度忽高忽低，樣板就會產(chǎn)生熱脹冷縮現(xiàn)象，進(jìn)而影響掃描的準(zhǔn)確性，尤其是在冬季，因?yàn)槭覂?nèi)取暖的原因會使得其溫度超出正常溫度，進(jìn)而導(dǎo)致掃描出現(xiàn)較大的誤差。針對這一問題，相關(guān)人員可以通過查看溫度計的方式來了解當(dāng)前的溫度，在符合標(biāo)準(zhǔn)溫度的時候進(jìn)行樣板掃描，就可以有效的保證掃描的準(zhǔn)確性了。

②按照規(guī)定的操作流程來進(jìn)行設(shè)備使用。在掃描工作中，使用分辨率較高的掃描儀掃描出的圖形是非常清晰的，但同時在使用此設(shè)備的過程中也需要耗費(fèi)大量的時間，這些時間主要是應(yīng)用在掃描細(xì)節(jié)中，因此，工作人員必須按照規(guī)定的操作流程來使用設(shè)備。

2　樣板掃描處理

工作人員在協(xié)調(diào)并且制板的過程中是離不開理論圖版的，理論圖板同時也是飛機(jī)制造模擬量開始傳遞的起點(diǎn)。雖然理論圖板具有極大的作用，但是因?yàn)楫?dāng)前針對理論圖板獲取的圖形的手段還不是很先進(jìn)，所以只能依靠掃描的方式來獲取圖形信息。具體來說，泡沫填充件產(chǎn)品零件是非常重要的構(gòu)件，對此零件進(jìn)行加工的傳統(tǒng)方法是利用10塊切面樣板來實(shí)際進(jìn)行搓修加工，在完成上述手工修行之后，需要處理樣板，之后設(shè)置較為合理的參數(shù)，使用VQC設(shè)備來掃描樣板，最后生成格式是dxf的樣板輪廓線［2］。

在制造樣板的過程中，允許的公差是0.2毫米，允許的掃描誤差是0.05毫米，掃描的最大范圍是在1.5米，一般圖板都是在2-3米之間，在對圖形進(jìn)行拼接的過程中，不可避免的會出現(xiàn)一些偏差，所以通過掃描得到的數(shù)據(jù)和理論模板之間存在一定的差距，此偏差最大是3毫米。這樣的情況就使得縱橫定位的樣板數(shù)據(jù)之間無法協(xié)調(diào)，不能夠直接的應(yīng)用。工作人員需要使用Kongsberg平板繪圖機(jī)來對已經(jīng)打磨過邊緣邊緣獲取的模線輪廓線進(jìn)行繪制，需要將其繪制在聚酯薄膜膠板上面，然后和原模線樣板進(jìn)行比較檢測。若是出現(xiàn)一定的偏差，那么工作人員就需要以原來的模線樣板為依據(jù)開展修正工作，之后再次繪制進(jìn)行對比，反復(fù)進(jìn)行此項工作，然后對通過逆向掃描得到的模板數(shù)據(jù)和理論圖板上的圖形重合度進(jìn)行驗(yàn)證，并將相關(guān)的信息進(jìn)行記錄。

3　逆向模型構(gòu)建

①樣板掃描數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。在進(jìn)行逆向模型構(gòu)建工作的過程中，首先要做的就是模板掃描數(shù)據(jù)的導(dǎo)入。第一，先開展模板掃描工作，將掃描后得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，之后形成點(diǎn)云格式文件；第二，進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入。當(dāng)掃描的數(shù)據(jù)被存放到文件之后，工作人員需要將文件放置到相應(yīng)的界面中打開，也可以通過CLOUD IMPORT進(jìn)行文件導(dǎo)入；第三，點(diǎn)云數(shù)據(jù)處理。當(dāng)數(shù)據(jù)文件被打開之后，因?yàn)槲募械臄?shù)據(jù)是非常多的，所以為了減少數(shù)模體積，就需要對其進(jìn)行處理，將其中一些重點(diǎn)數(shù)據(jù)內(nèi)容篩選出來，將一些偏差比較大的數(shù)據(jù)過濾出去，以此來保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

②曲線曲面的形成、光順以及修正。第一，曲線曲面的形成。模線中定位基準(zhǔn)，工作人員需要對其進(jìn)行利用，然后通過對零件圖紙以及與之有關(guān)的技術(shù)文件進(jìn)行參考，之后開展旋轉(zhuǎn)以及平移等工作，在這之后，還需要將已經(jīng)光順后的模線定位到其應(yīng)該在的位置上，使用CATIA V5軟件來開展曲線曲面工作，以此來對零件的外形進(jìn)行有效的構(gòu)造，在這一過程中，需要對曲面的實(shí)際生成方式進(jìn)行思考，明確的區(qū)分基礎(chǔ)曲面以及過渡曲面，并做好曲面剪裁工作。在構(gòu)建模型的過程中，需要使用的功能是生成式曲面中的fll、loft等建立功能，還需要使用能夠?qū)η孢M(jìn)行修飾的功能，比如說Split以及join等［3］，同時還需要進(jìn)行曲面光順以及曲率分析相應(yīng)的工作。第二，曲線曲面光順以及修正。在進(jìn)行曲面光順的時候，因?yàn)槎喾N因素的影響，從而導(dǎo)致一次成功是比較困難的，工作人員常常需要就此工作多次進(jìn)行重復(fù)。工作人員需要先進(jìn)行基礎(chǔ)曲面工作，然后以模型為參照物對其進(jìn)行剪裁，利用剪裁之后的基礎(chǔ)曲面來構(gòu)建過渡曲面，完成修補(bǔ)工作。當(dāng)上述工作都完成之后，工作人員就可以發(fā)現(xiàn)曲面的基本輪廓已經(jīng)成形，這個時候就可以進(jìn)行曲面生成。在此過程中，工作人員需要使用曲面分析工作來對其光順度進(jìn)行調(diào)整，并做好優(yōu)化處理，從而保證曲面的質(zhì)量。因?yàn)槟Ｐ褪谴嬖谡`差的，所以說逆向工程就是在誤差精度以及曲面質(zhì)量中尋找平衡點(diǎn)，以此來提高飛機(jī)零件的制造效率以及質(zhì)量。

③形成實(shí)體。相關(guān)人員需要對被掃描對象進(jìn)行分析，然后利用已經(jīng)構(gòu)建好的曲面加厚形成實(shí)體，在這之后，需要對構(gòu)建好的實(shí)體模型進(jìn)行工裝數(shù)字化制造，需要應(yīng)用零件的單位還需要對產(chǎn)品首件進(jìn)行檢驗(yàn)，以此來判斷逆向數(shù)模是否是正確的，若是存在偏差，則需要制定完善的修正方案對其進(jìn)行修正，當(dāng)數(shù)模修正正確之后就可以將其投入到實(shí)際的生產(chǎn)中［4］。

4　結(jié)束語

綜上所述，逆向建模需要模線樣板的數(shù)據(jù)作為基礎(chǔ)，但模線又是飛機(jī)零件制造的前提，鑒于此種情況可以發(fā)現(xiàn)，逆向建模具有積極地作用，而且因?yàn)槠渚缺容^高，所以通過逆向建模所構(gòu)建出的零件實(shí)體數(shù)模都能夠和當(dāng)前的生產(chǎn)關(guān)系相協(xié)調(diào)，可以減少工裝報廢的數(shù)量。因此，相關(guān)部門應(yīng)該提高對逆向建模的重視程度，并努力提高自身的逆向建模數(shù)字化制造技術(shù)，推動全面數(shù)字化制造的發(fā)展，進(jìn)而提高我國飛機(jī)的競爭力。

參考文獻(xiàn)：

［1］基于特征和約束的飛機(jī)反求建模［J］.南京航空航天大學(xué)學(xué)報，2009，41（05）：581-587.

［2］劉寶，章衛(wèi)國，李廣文等.彈性飛機(jī)的建模與模型降階方法研究［J］.計算機(jī)仿真，2008，25（05）：29-32，43.

［3］郭希旺，劉春.飛機(jī)幾何建模方法的研究［J］.軍民兩用技術(shù)與產(chǎn)品，2008（06）：40-42.

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