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三維激光掃描儀對重卡車車架的逆向設計

背景知識

重卡車車架是重卡車的核心承載部件, 由兩根縱梁搭載數根橫梁構成, 由前后橋和懸掛裝置支承, 因而它必須具有足夠的剛度和強度以承受汽車各個方面的載荷和沖擊。因此, 在進行車架結構設計時, 需要清楚地掌握汽車在行駛過程中車架所要承受的來自各個方面的承載力和沖擊力等外部或內部的力。

目前國內在載貨卡車的設計、制造和改進方面, 由于設計方法和測量方法依然采用較為傳統的手工方法, 導致產品存在缺陷, 目前國產載貨車普遍存在整車協調性較差的問題。因為局部材料用量過多或偏少, 造成用材的浪費或不足, 使得整車強度不均勻, 綜合性能偏低。

客戶需求

該客戶是國內某知名汽車企業，主要生產重型卡車。本次需對一輛10米長、2.2米寬的重型卡車車架進行三維掃描，獲取數據用于逆向設計，確定缺省方向，設計局部零件，最后進行裝配整合得到卡車車架三維模型。

待解決問題

客戶在接觸三維行業之前使用正向設計方法，先耗費大量時間進行整車設計，夾具設計，裝配圖，和草圖等一系列圖紙的反復修改，再用油泥模型或3D打印方法先出一份樣件，最后進行工藝設計，退火淬火高溫處理后開模。最終結果時間長，人力物力耗費巨大，整個設計周期可能達到4-6個月。

解決方案

重慶精測的工程師使用便攜式的3D攝影測量儀算出標志點，導入三維掃描軟件，使用高精度手持式激光三維掃描儀scanviewe對車架進行分段掃描。然后將掃描的數據導入Geomagic進行處理，導入逆向設計軟件進行抄數線繪制，最后利用曲線擬合曲面得到最終逆向結果。本次使用的產品是重慶精測的便攜式的3D攝影測量儀和手持式三維掃描儀，其主要特點是手持掃描、非接觸式測量、操作便捷、高精度、與主流三維軟件無縫對接，無需固定安裝，不受外部因素影響。具體參數如下：

掃描現場

掃描數據

CAD與工件檢測對比

整個掃描過程耗時60分鐘，8分鐘生成數據模型，獲取的三維數據速度快、精度高、數據完整。提高了整體檢測速度，并極大的節約了客戶設計周期，并有效的降低了人力物力成本和時間成本。客戶對結果非常滿意。