逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用

汽车车身逆向工程设计关键技术及应用研究我国是一个生产制造大国，汽车的生产数量十分庞大，汽车车身仿制依旧是部分汽车生产企业的主要手段。

在实际的汽车车身设计生产时，逆向工程技术并不是使用非法得方式窃取其他同行的技术知识产权，只是利用现有的汽车车身模型，通过数据分析和采集，逆向进行汽车的车身设计，十分的高效。

目前我国的汽车市场在竞争激烈，高效生产、加快新产品设计研发速度是对汽车生产商的新要求，为了更好地适应市场发展需要，必须要加强汽车车身逆向工程设计技术的完善，加快技术的创新脚步，本文将会对汽车的车身逆向工程设计技术进行分析讲述。

标签：汽车车身;逆向工程;关键技术;研究一、车身逆向工程设计的概念汽车车身在传统的设计过程中，需要反复的对汽车车身结构进行细化完善，并且需要制作模型，设计所需要的时间较长，工作量十分庞大，产品更新周期较长。

逆向工程是新时期汽车车身设计的一个创举，很好的将计算机技术与车身设计制造进行结合，通过技术手段将原有的车身设计数据进行收集汇总，然后结合市场的需求进行数据的优化设计，很好的利用了原有数据资源，节省了时间，而且是对原有设计的完善，这样设计出的产品既实现了产品的重新设计，又实现了优化升级。

二、车身逆向工程设计的特点汽车车身逆向工程设计与传统的设计方法相比，有是三个明显的特点：（一）实物反向汽车逆向工程设计通过将现有的车身进行分析测量，反向得出车身的零件与结构设计，包括车身设计的功能和材料，都是反向获取得到的。

（二）软件反向这里的软件指的是车身的设计构件，包括车身的设计书，设计图纸以及相关的设计标准等技术资料，通过对原有车型的数据收集分析得出相关的设计数据资料，实现软硬件数据的搭配。

（三）影响反向车身反向工程设计不像以往一样，需要进行大量的模型设计分析，只需要结合图片和视频就可以进行汽车车身的设计，十分方便，工作量小，效率更高。

三、车身逆向工程设计的主要流程汽车车身的逆向工程设计主要包括数据采集、数据处理和车身曲面逆向设计等，数据采集是设计的基础，数据处理与曲面设计是重要环节。

论文题目：浅析逆向工程的现代车身设计方法姓名：学号：学院：机械工程学院专业班级：汽车工程指导教师：2012年月日摘要:现代汽车造型技术是汽车自主开发能力的核心部分，也是提高汽车产品竞争能力的最有力手段之一。

随着计算机辅助设计水平的日益提高，传统的手工油泥模型造型方法已不能适应现实发展的需要，因此，利用计算机辅助设计进行反求设计成为现代造型设计的主要途径。

因而向工程应用范围也越来越广，汽车车身设计由此进入了三维几何建模时代。

由于三维设计CAD软件的逐步普及和CAD数据标准的日渐丰富和完善，对车身曲面数学模型的质量要求越来越高。

但就总体而言，与国外高水平相比，我国的汽车开发技术还存在相当大的差距。

我们应用现代技术进行车身数字模型设计工作仅仅是刚刚开始，许多技术仍在探索中，有些国外技术我们引进后应用得不成熟，有待于吸收和推陈出新。

例如曲面光顺技术、计算机检测评价技术及车身数字曲面模型的实物快速原型技术等等。

本论文是在阐述了汽车设计发展的历史和趋势，利用专业逆向工程软件对扫描好的车身点云进行初期数据处理，然后综合利用主流的正向设计软件(如CATIA，UG)不同模块的长处，构造出车身的数字模型。

对车身外表面的连续性进行探讨，并对现有的曲面光顺算法，进行分析、归纳和总结。

重点介绍和分析了曲面重构后的检测和评价方法，还介绍了实际工作中所采用的逆向工程设备、相关软件及应用方法和处理技巧。

随后结合“逆向工程”技术的应用特点，利用计算机等先进技术，发挥新技术所起的支撑作用，建立了一个实用型的设计平台，对汽车设计过程进行加速。

关键词：车身设计；逆向工程；数据处理；曲面重建：曲面光顺；正文一、引言自1886年第一辆汽车问世以来，汽车工业己经走过一百多年的历程，今日汽车不仅仅是普及的交通运输工具，更是一个充满动感造型特点和多姿多彩的工业艺术品，体现这种美的艺术品载体就是车身，汽车消费者在对汽车高品质高性能要求的同时，汽车的外观造型也越来越被消费者看重，有时甚至超过了对前两者的需求。

逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用周子栋(吉林大学，吉林长春130022)摘要：随着汽车制造业的不断发展，逆向工程技术也越来越先进，成为了汽车制造重要的技术，应重视该项技术的应用， 使得汽车车身造型设计越来越能够满足人们的需求，符合现代人的审美观。

鉴于此，本文主要探讨了逆向工程技术在汽车 车身造型设计中的应用。

关键词：逆向工程技术；汽车车身；造型设计；应用中图分类号：U463.82文献标识码：A文章编号：1671-0711 ( 2017) 08 (下）-0107-02®C hl L n t a 中备Engineering 工程随着科学技术的不断发展，逆向工程技术在汽车 车身造型设计中得到了广泛的应用，该项技术是说如果 设计图以及模型不存在的情况下，根据已有的模型利用 数字化技术重建模型，该项技术与传统的技术来说其自 身的优越性明显，造型设计精确度以及效率等都非常高， 设计的时间也较短，最大化的满足了产品多元化以及个性化等需求。

1逆向工程技术相关概述1.1逆向工程技术含义与原理逆向工程也被称为反求工程，主要对已有的样品模型等，通过3D 数字化技术相关测量设备迅速的确 定各个产品的轮廓坐标值，按照数据处理、重构曲面 结构、编辑与调整后，使将图档转向为通常的CAD /C A M 系统中，通过一定的加工模式来制作出要求的产品模型，迅速的将其制作并呈现出来，整个一系列的 这样的流程我们称之为逆向工程。

其通过一定的理论 知识与技术方法，不断的去研究产品的使用期限，掌 握重要的技术使用，不断的去改革。

逆向工程深入的 去寻找与产品相关的各项技术。

但需要注意的一点是， 该项技术不能把它看做是一种普通的复制，而是秉承 着再设计的理念，使得产品发挥出更大的价值。

通过 逆向工程技术，能够很快的显现出基于产品模型的计 算机视觉效果，在设计前期阶段，对汽车车身造型设 计采取严格的审核与评估，以便于呈现出良好的汽车 造型，在市场中取得较大的优势。

逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用1. 应用背景汽车设计是一个复杂而且具有挑战性的过程，它需要设计师们将创意与功能相结合，以满足用户的需求。

而汽车车身造型设计是整个汽车设计过程中最重要的一环，它决定了汽车外观的美感和吸引力。

传统的汽车造型设计过程通常是基于手工制图和模型制作的，这种方式存在着时间成本高、效率低、容易出现误差等问题。

逆向工程技术作为一种新兴的技术手段，可以通过对已有产品进行扫描和分析，获取其几何形状和结构信息，并基于此进行优化和改进。

在汽车车身造型设计中，逆向工程技术可以帮助设计师们更好地理解已有产品的特点和优势，并在此基础上进行创新和改进。

它不仅可以提高设计效率，还可以减少制作样板和模型的时间成本，同时还能够降低误差率。

2. 应用过程逆向工程技术在汽车车身造型设计中的应用过程主要包括以下几个步骤：2.1 扫描和数据采集需要对已有的汽车车身进行扫描和数据采集。

这一步骤通常使用三维激光扫描仪或者光学扫描仪来完成。

扫描仪可以快速地获取汽车车身的几何形状和结构信息，并将其转化为数字化的数据。

2.2 数据处理和重建在数据采集完成后，需要对所得到的数据进行处理和重建。

这一步骤通常使用计算机辅助设计（CAD）软件来完成。

设计师们可以通过对扫描数据进行清理、修复和重建，获取到汽车车身的三维模型。

2.3 设计优化和改进在得到汽车车身的三维模型后，设计师们可以基于此进行优化和改进。

他们可以通过对模型进行修改、添加或删除部分细节来实现设计目标。

还可以利用CAD软件提供的各种工具和功能，对模型进行参数化设计、表面调整等操作。

2.4 验证和评估在完成设计优化后，需要对所得到的新模型进行验证和评估。

这一步骤通常使用虚拟样机技术来完成。

虚拟样机技术可以将汽车车身模型导入到虚拟现实环境中，通过模拟真实的使用情况和环境条件，对模型进行评估和测试。

设计师们可以通过虚拟样机技术来检查模型的合理性、可制造性和可维护性等方面。

逆向工程在汽车设计中的应用第一章概述逆向工程是指通过解析已有的产品或零件，以轮廓、空间、性质等多方面的标准来分析其结构和构造，最终实现再设计、再制造和再加工的技术。

汽车设计行业是逆向工程应用的重要领域之一，利用逆向工程的方法可以快速实现产品设计和改进，同时也有助于解决后期售后服务的问题。

本文将介绍逆向工程在汽车设计中的应用，主要包括逆向工程的具体步骤、逆向工程在汽车设计中的优势、逆向工程在汽车售后服务中的应用以及逆向工程在汽车设计中存在的问题等。

第二章逆向工程的具体步骤逆向工程通常包括以下步骤：1.收集数据收集有关产品或零件的各种数据，包括外部形状、内部结构、材料信息等。

这些数据可以通过扫描、计算机辅助设计和数控加工等方式获取。

2.分析数据对收集到的数据进行分析和处理，包括建立三维模型、分析结构和性能、制定制造流程等。

这可以借助计算机模拟软件和逆向工程专业软件实现。

3.加工制造根据分析结果，利用数控加工设备制造出复刻产品或部件。

这可以通过数控车床、激光切割和三维打印等技术来实现。

第三章逆向工程在汽车设计中的优势逆向工程在汽车设计中的应用具有以下优势：1.快速样板制作逆向工程技术可以通过扫描、建模和数控加工等方式，迅速生成新零件或模型，为新产品的设计提供快速的样板制作。

2.保存历史数据汽车制造企业可以使用逆向工程技术快速搜集分析现有车型的状态，将车型结构、性能和密度数据收集在一起，形成历史数据，为后续的维护、升级、改进之类的工作提供支持。

3.节约成本逆向工程技术可以帮助替代传统模具加工技术，减少大型模具的周期和成本，特别是对于小批量生产和兼容性强的配件，它也可以减少相关制造和生产成本。

第四章逆向工程在汽车售后服务中的应用随着汽车制造技术的不断发展和全球市场的不断发展，汽车售后服务行业更加重视产品设计所带来的生产成本和质量问题，并在工业现场检查、审核和维修中广泛应用逆向工程技术。

逆向工程技术在汽车售后服务中可以通过建立三维模型、检测零配件的各项指标，解决零部件结构和匹配的问题。

逆向工程在车身设计中的应用研究摘要：在进行车身设计时，可将逆向设计技术与传统的设计方法结合起来优势互补，必将提高车身设计的质量和效率，进而缩短整车开发的周期并降低成本。

关键词：逆向工程；车身设计；数据处理逆向工程是一种对已有产品进行分析、深化和再创造的过程，它能明显的缩短设计周期，在很多方面都有广泛的应用，尤其是在车身设计方面。

1传统车身设计传统的车身设计主要分为初步设计和技术设计两个阶段，整个开发过程是从制作1∶5的油泥模型和全尺寸的立体模型开始的，然后设计人员要根据油泥模型绘制出所有车身图纸和模具加工图纸。

设计过程所遵循的顺序是由外及内，由模型到图纸。

整个设计过程是通过实物、模型、图纸和样板来传递信息的，它有以下几个缺点：任何设计细微的改变，都将导致主模型和大量图纸的修改，增加工作量，延长开发周期；单向不可逆的过程，车身如果定型，想要修改又将是极其繁琐的。

2运用逆向工程进行的车身设计逆向工程也叫反求工程，是把实物转化为CAD模型数字化技术、几何模型重构技术和产品制造技术的总称。

主要包括三个过程：数据采集、数据处理、曲面拟合重构。

①数据采集。

逆向工程中数据采集是很重要的一步，它是进行下面工作的基础，随着传感器等技术的发展，出现了较多的数字化技术和方法，根据数字化设备采集数据的方式将数据采集方法分为：接触式数据采集和非接触式数据采集。

车身是一个高度复杂的曲面结合体，它的外表面大，车体跨度大，对零件间配合要求严格且车身内部较繁琐紧凑，使用一般的接触式测量仪效果不明显，因此现被广泛使用的是激光为代表的三坐标测量仪。

②数据处理。

由数据采集获得的原始数据，都是一些孤立的测量点，点与点之间没有连接关系，必须对其进行处理，以满足后续工作的要求。

激光三维数字化仪测量所得到的数据量较大，在进行测量时，难免会引入误差，称其为“跳点”和“坏点”，进行曲面造型时，它们对曲面的光顺性影响较大，所以需要对其处理，可用直观检查法，通过图形终端用肉眼直接将与截面数据点集偏离较大的点或存在于屏幕上的孤立点剔除。

逆向工程在汽车制造行业中的应用随着技术的飞速发展，逆向工程在汽车行业中的应用也越来越广泛，从设计到制造，再到售后服务，都可以看到逆向工程的身影。

那么，逆向工程在汽车制造行业中的具体应用有哪些呢？一、产品设计与开发在汽车制造过程中，逆向工程技术为产品设计与开发提供了很好的支持。

通过对市场上各种车型的分析、对竞争对手的产品进行逆向分析，汽车制造商可以获得关于市场需求和竞争对手产品的全面了解，从而确定自己的产品设计方向和开发策略。

此外，通过逆向分析可以对市场上的产品进行对比分析，并针对不足之处进行改进优化，提高产品的竞争力。

二、模具制造模具是汽车工业中的重要制造工具，其制造质量和效率直接影响着整个生产过程。

在这个过程中，逆向工程技术可以帮助汽车制造商快速、精准地进行模具的设计和制造。

通过对现有零部件和产品进行逆向扫描和分析，制造商可以快速获得设计参数和产品数据，为模具的制造提供精确的依据，降低生产成本和时间开销，提高生产效率。

三、品质控制和售后服务汽车的品质和售后服务已经成为消费者购买汽车的重要考虑因素之一。

逆向工程技术可以在品质控制和售后服务方面提供帮助。

例如，在汽车零部件的生产过程中，逆向工程技术可以通过扫描和检测零部件表面的形状、尺寸和几何属性等关键参数，确保零部件能够符合设计标准，提高产品品质。

在售后服务方面，逆向工程技术可以通过对修理零部件进行逆向分析，确定故障原因和零部件结构，提供精准的维修方案和零部件配件，提高售后服务水平。

综上所述，逆向工程技术在汽车制造行业中的应用非常广泛，可以为产品设计与开发、模具制造、品质控制和售后服务等方面提供全方位的支持，帮助汽车制造商提高生产效率和产品竞争力。

逆向工程在欧曼重卡车身开发中的应用胡学兆（北汽福田技术研究院）摘要 逆向工程（Reverse Engineer）技术，是相对于正向设计的说法，逆向工程就是从先有产品或样品开始，通过三坐标（接触式或非接触式）进行测量采集数据，利用3D设计软件进行曲面的重建，得到产品的数模，然后交付制造的过程。

该技术在汽车、模具、制鞋等各行业都有广泛地应用。

关键词 逆向工程 样车 扫描 建模1．概述我国的汽车工业自五十年代以来，发展较为缓慢。

自九十年代以来，汽车工业得到突飞猛进的发展，可以说是日新月异。

但在我国的汽车行业，其研发能力尤其是车身自主开发能力较弱，已经成为阻碍中国汽车工业发展的绊脚石。

车身的开发是需要大量资金的积累、技术的积累、人才的积累。

从五六十年代的解放到八九十年代的桑塔纳，一直到今天，我国汽车工业仍没有形成很强的开发能力，仍没有站在世界汽车发展的潮头！近几年来逆向工程技术的出现和广泛应用，给予了我们赶上世界先进水平的工具和契机，可以充分的研究、吸收、利用国外先进行技术，提高产品的成功率和生命周期。

福田公司应用该技术成功开发了具有自主知识产权的欧曼重型卡车车身，在短短十五个月的时间里完成了产品全新造型与结构设计、主模型制造、 白车身与内外装饰件的模具开发、检具制造、螺钉车装配、产品试制、试验，大大缩短产品开发周期，使得产品面市时间提前，并节约了成本。

自2002年8月份上市以来，销量已居重卡行业第三名。

下面以我公司欧曼重卡车身的开发为例，对逆向工程技术的应用作一阐述。

2．逆向工程技术的开发流程2．1样车的选定；根据项目开发的概念报告，需要选择合适的样车。

如我们选择了某国外车身宽度为2500mm的重型卡车车身。

为了缩短开发时间，模具、检具都必须并行开展设计，通常要同时准备3-5台样车，建议为二台整车（最好为系列车身，如宽体与窄体，单排与排半车身等），三台车身总成（技术状态及装备良好且统一），见下表：2． 2样车的定位与调整；2.2.1身扫描测量之前，必须要对车身进行三个方向进行调平。

汽车车身逆向工程设计关键技术及应用在汽车的整体设计中，车身占整车总成本的40%以上。

汽车更新的速度主要体现在车身方面，人们对汽车的关注首先就是汽车的外观质量。

因此车身设计是轿车开发的关键技术之一。

日益成熟的CAD/CAE/CAM一体化产品开发技术在汽车车身设计领域得到广泛应用。

随着三维测量技术逐渐成熟，逆向工程设计技术能够快速将车身油泥模型或其他实物模型，快速地转变为三维曲面等数模，从而可以快速地进行模具设计，快速地生产车身，极大地缩短了车身的设计周期。

同时该方法也可以快速地吸收国内外汽车车身设计的先进技术，然后经过我们的再设计，快速响应市场，达到事半功倍的效果。

逆向设计的核心思想是将实物模型转化为计算机能够表达的三维数模的一种过程。

简单地说就是从实物到图样的过程。

逆向工程设计的核心思想是以实物模型为参考，增加我们自己的创新知识，设计出符合要求，又要高于原来实物的设计过程。

这就相当于我们过去常讲的类比设计。

其实任何设计都是在一定的参考基础之上，逐步发展完善的过程。

在从事逆向工程设计的过程中，人们可能会发现，虽然同是一个模型，但是不同的人，设计的效率和质量可能有比较大的差别。

本文就是基于这样的目的，探讨逆向工程设计的关键技术。

一、车身模型的测量车身的测量根据测头与车身模型是否接触分为接触式测量与非接触式测量。

接触式测量主要采用三坐标测量机，非接触式测量又包括激光测量和结构光测量。

接触式测量优点是精度高，缺点是效率比较低。

测头的大小与接触力的大小对测量的精度都有影响。

非接触式测量优点是效率高，缺点是精度低一些。

比如对于图1所示的吉普车车身，采用非接触测量的方法只需要一两天的时间即可。

为了提高测量的效果和精度，一般要在车身上喷上显影增强剂，如图2所示。

图1 吉普车图2 喷显影剂的车身1.车身模型坐标系的确定为了方便测量及测量后的数据处理，首先要确定车身坐标系。

对于轿车车身，一般以汽车前轴的中心为坐标原点，向后为X轴，向右为Y轴，向上为Z轴。