1、本文以逆向工程技術(shù)為基礎(chǔ)，基于圖元Agent對車輪輪廓線進行參數(shù)化研究，開發(fā)了車輪快速設(shè)計系統(tǒng)。車輪快速設(shè)計系統(tǒng)主要研究車輪的快速設(shè)計過程，結(jié)合逆向工程技術(shù)中的數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、曲面重建等基本步驟，針對鋼制車輪在設(shè)計加工中的一系列問題，對車輪零件的快速設(shè)計提出了詳細的設(shè)計思想和流程。為了提高企業(yè)的產(chǎn)品設(shè)計效率和生產(chǎn)效率，車輪快速設(shè)計系統(tǒng)采用系統(tǒng)集成的思想，主要分為點云測量系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)和車輪造型系統(tǒng)。 點云測量系統(tǒng)主要由三

2、坐標測量儀及其自帶測量軟件Camio4.3完成數(shù)據(jù)的采集任務(wù)，保存測量點云數(shù)據(jù)。車輪由輪輞和輪輻組成，車輪的測量可分成輪輞的測量和輪輻的測量兩種類型，而輪輻測量又可細分為輪輻外回轉(zhuǎn)母線、輪輻內(nèi)回轉(zhuǎn)母線、中心孔、螺栓孔和風(fēng)孔的測量。根據(jù)車輪零件的加工工藝特點和現(xiàn)有測量水平，對車輪零件的點云測量方案進行設(shè)計，滿足信息全面、數(shù)據(jù)簡潔和快速獲取的點云測量要求。 數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主要執(zhí)行點云數(shù)據(jù)的預(yù)處理和模式識別任務(wù)，生成輪輞和輪輻的點云數(shù)據(jù)

3、庫和圖形數(shù)據(jù)庫。總結(jié)回轉(zhuǎn)面的求解方法和流程，利用圓柱面在端平面的投影為圓的特點，提出一種新的回轉(zhuǎn)面特征提取算法。將回轉(zhuǎn)面看作是一個圓柱面，回轉(zhuǎn)面上的所有數(shù)據(jù)點到這個圓柱面的距離和為最少，圓柱面的中心軸就與回轉(zhuǎn)面的回轉(zhuǎn)軸重合。根據(jù)回轉(zhuǎn)面上數(shù)據(jù)點在端平面的投影，擬合求解圓柱面在端平面的投影圓。其圓半徑就是圓柱面的半徑，圓柱面的中心軸則經(jīng)過投影圓圓心，中心軸方向為端平面的法矢。避免了制作專用機架的問題，提高了測量精度。在輪廓線圖元識別中，基于

4、圖元Agent識別構(gòu)成輪廓線的幾何參數(shù)，完成由輪廓線的測量到輪廓線圖元的分割，最后完成滿足結(jié)構(gòu)約束的幾何圖形的逆向設(shè)計過程。圖元識別參數(shù)的自由設(shè)置，提高了輪廓線參數(shù)化識別的效率和精度。 車輪造型系統(tǒng)主要是對車輪零件進行參數(shù)化設(shè)計，由車輪快速設(shè)計工具箱完成車輪特征的設(shè)計，最后建立車輪零件的三維模型，生成工程圖紙用于生產(chǎn)加工。在輪輻模型上添加風(fēng)孔時，需要在輪輻的坐標系里建立每個風(fēng)孔的局部坐標系。局部坐標系的建立，有利于將風(fēng)孔作為單獨

5、的一個特征進行輪廓擬合，保證了計算的簡潔性和準確性，提高了輪輻逆向設(shè)計的參數(shù)化程度。 車輪快速設(shè)計系統(tǒng)的程序開發(fā)主要完成數(shù)據(jù)處理軟件和車輪造型軟件的開發(fā)，系統(tǒng)選用Visual Studio2008．NET集成開發(fā)環(huán)境，以VC++為程序設(shè)計語言，數(shù)據(jù)處理軟件界面設(shè)計采用MFC擴展框架庫BCGControlBar，車輪造型軟件采用SolidWorks2009 API進行二次開發(fā)，對輪輞和輪輻特征的參數(shù)化設(shè)計，完成車輪的快速設(shè)計任務(wù)。