基于PolyWorks的零件虚拟匹配分析

基于PRO/E的机械零件虚拟装配方法朱玉红(兰州工业高等专科学校,甘肃兰州730050)摘　要:在机械零件及机械系统的设计中,装配是重要的一步。

以前在个人计算机上实现三维机械零件的装配是比较困难的。

PRO/E可从工作站上移植到微机上运行,广泛应用PRO/E具有现实的意义。

基于PRO/E的三维造型技术的支持,可以仿真具有真实感效果的三维机械零件装配。

关键词:机械零件;PRO/E;虚拟装配中图分类号:TH13;TP391.9　文献标识码:B　文章编号:1671-5276(2004)02-0067-02The Application of Mechanical Assembly Based on PR O/EZHU Yu-hong(M echanical Engineering Department,Lanzhou Poly technic Institute,GS Lanzhou730050,China)A bstract:Assembly is an important step fo r desig n process of mechanical part and mechanical sy stem,it is dif-ficult to achieve in personal computer in the past.And now,PRO/E is removed from working-station to per-sonal computer.At present,there is a w ay to solve this problem by using PRO/E.Key words:mechanical part;PRO/E;virtual assembly1　PRO/E简介PRO/E自美国参数技术公司(Parametric Technology Co rpo ration)于1988年推出以来,凭借着强大的功能,已成为最普及的3DCAD/CAM系统,广泛用于电子、机械、模具、工业设计、汽车、自行车、航天、家电等行业。

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面向汽车零部件的虚拟装配技术的相关分析摘要：虚拟装配是连接产品设计与生产制造的重要环节，其还是虚拟制造的主要构成部分，而且装配直接影响着产品的生产成本。

在实践工程项目时，对于比较复杂的产品而言，装配主要以手工操作为主体，同时装配技术与产品的设计以及生产制造技术相比较也处于滞后。

通过利用计算机的仿真技术作为基础，在一定程度上改进零部件的结构，可以有效提升装配工作效率，减小汽车零部件的装配难度。

关键词：汽车零部件；虚拟装配；仿真虚拟装配作为虚拟制造的主要构成部分，充分运用虚拟装配能够对装配的系统自身性能进行优化，在一定程度上满足市场与客户要求，进而减小产品装配成本。

一般状况下，对于单个零件难以实现的产品功能，唯有将许多零件进行组合，然后应用运动副与约束构成装配体，才可以实现相应功能。

尽管有大量的方法能够提升产品工艺装配效率，可是实现存在一定难度，若果利用计算机系统的仿真技术，就能够在产品的设计时期充分考虑与模拟产品相应装配的可操作性，同时制定一项设计规则，就可以在一定程度上减小制造成本，提升装配效率。

1 虚拟装配概述虚拟装配主要是以零部件的三维模型作为基础，然后利用计算机系统中的仿真模拟产品装配的所有过程，有效规划装配的具体路径，深入分析产品自身的可装配性。

目前，虚拟装配和实践装配主要存在两方面关系。

其中一方面是利用数字模型取代产品的实践模型，另外一方面是利用装配仿真有效模拟实践装配的过程。

汽车零部件的装配存在的问题主要产品设计和装配建模、装配分析以及装配规划四个方面，其中产品设计主要是建立了产品结构和功能之间的关系，而装配建模指出零部件之间的具体位置关系，装配分析主要是对汽车零部件的装配性完成定量或是定性分析，另外装配规划一般是提出合理的装配工艺程序。

这样设计人员能够依据装配分析的具体结果，对汽车零部件的装配工艺进行优化。

2 面向汽车零部件虚拟装配的设计2.1 装配建模形式在计算机技术的快速发展下，已经研发出计算机的集成制造和并行工程等相关技术，一系列新技术打破了以往的装配建模形式，目前已经形成了自顶向下的先进装配建模形式，如图所示。

基于PolyWordc虚拟装配间隙面差计算分析研究张中日李明韦庆癑（上海大学上海市智能制造及机器人重点实验室，上海200072）摘要:随着当今社会汽车制造业的迅猛发展，高标准和高需求已经是消费者对汽车制造凯歌的主旋律。

而这其中，汽车钣金件的间隙面差就是其中一个重要因素。

快速检测间隙面差是否满足设计要求直接关系到汽车白车身的生产精度和企业的工作效率。

传统计算间隙面差大多利用量具，易划伤被测物且在零件实际装配后才可测量,降低生产效率，而非接触测量造价昂贵。

本课题基于实物的汽车钣金件虚拟装配，对间隙面差的计算方法进行分类与参数调整，提出一种高效率、高标准的间隙面差计算流程。

关键词:钣金件;虚拟匹配;间隙面差中图分类号:TP391文献标识码:A国家标准学科分类代码：492•4499DOI:10.15988/ki.1004-6941.0021.1.015Calcalation and Analysis of Virtrai Assembly Gap SurfaceDifference Based on PolyWorksZHANG Zhonysi LI Miny WEI QineyugAbstraci:With the—pin develogmeqf of automoPiIc ma/ufacturiny industry ip toPoys society,high standards and high dema/d hove become the mUp melody of the triumph sony of automoPiIc ma/ufactu/ny•Amony them,the gap sa/acc dimereqcc of automoPiIc shecf metoi parts is one of the importau-f/ctors.Whethcs the gap sa/acc dimereqcc ecu meet the design requiremeuts os uof is di—ctiy related to the p—Puction occarocy of automodiie body ip white and the wordiny ePicieucy of eqWrprises.T—Uitionoi calcalation of gap sa/acc0£^/^mostiy uses measariny tools,which is easy to scratch Wc measared odjecl and coo bc measared aftcs Wc actuoi psembiy of parts,which reduces Wc p—Puction ePicieucy,but Wc non一contoci measaremeul cost is expeqsive•Based on Wc virtuoi assem-biy of automoPiIc shecf metoi parts,Wc calcalation methods of gap sarfacc0£^/^are classified a/d parameter-are a/justed,a/d o high efOcieucy and high standard colcnlation p—cess of gap sa/acc diffe—ucc is p—posed. Key woc I s：sheet metoi ppts；virWoI1x1(20110&flush0引言随着汽车工业的发展,人们对车身品质的要求也越来越高，从外观造型到内饰的材质，从外观的面品光影到车门的间隙面差，每一个细节都会决定客户对产品的认可。

虚拟技术在汽车尺寸匹配中的应用赵云;张磊;薛强;章雨亭【摘要】传统的汽车尺寸匹配认证依赖于检具对零件尺寸进行评估,只能通过有限的测点进行量化评估;对于不可见区域和狭小而无法测量区域,不能进行尺寸评估;在无检具的条件下,无法实现对零件的尺寸评估.基于以上问题,文章提出一种虚拟匹配方法,实现无检具条件下对零件的测量,包括全尺寸测量、不可见区域的测量.同时通过虚拟测量,可在早期对产品尺寸进行评估,指导产品修改.【期刊名称】《汽车工程师》【年(卷),期】2015(000)005【总页数】4页(P48-51)【关键词】虚拟匹配;尺寸认证;GD&T;点云;检具;全尺寸测量【作者】赵云;张磊;薛强;章雨亭【作者单位】上海通用汽车有限公司;上海通用汽车有限公司;上海通用汽车有限公司;上海通用汽车有限公司【正文语种】中文随着现代汽车工业的快速发展，市场竞争日趋激烈，各大汽车厂商争相推出新车型以满足市场需求。

提高汽车质量和缩短开发周期成为汽车厂商赢得市场竞争的关键。

质量控制贯穿整个开发周期，涉及设计、材料、工艺及制造等。

在制造过程中，控制零部件尺寸是控制质量的一个重要方面。

汽车尺寸工程传统的方法是用检具对零件尺寸进行评估，只能通过有限的测点进行量化，对于匹配的不可见区域和狭小而无法测量区域，很难进行尺寸评估；在无检具的条件下，无法对零件进行尺寸评估。

基于以上问题，文章提出一种虚拟匹配方法，实现无检具条件下对零件的测量，包括全尺寸测量、不可见区域的测量。

同时通过虚拟测量，可在早期对产品尺寸进行评估，指导产品修改。

1 尺寸工程1.1 尺寸工程的工作内容尺寸工程已成为汽车开发中的核心工程之一，尺寸工程和其它专业的关系，如图1所示。

图1 尺寸工程与其它专业关系示意图尺寸工程的工作流程，如图2所示。

产品开发阶段的尺寸目标制定（DTS）、定位及公差设计（GD&T）、虚拟制造（VA）到测量计划的测点开发（MPD）、测量系统规划实施（MS）、投产阶段尺寸管理中匹配活动（MC）。

基于虚拟样机的某型机械零件拟合与装配仿真近年来，随着计算机技术的飞速发展，虚拟样机技术已逐渐成为机械制造行业的热门话题。

虚拟样机技术可以通过数字模型模拟产品的设计、拟合和装配过程，有效降低了产品开发的成本和风险。

本文将论述基于虚拟样机的某型机械零件拟合与装配仿真，探讨其应用前景和挑战。

首先，虚拟样机能够高度精确地模拟机械零件的尺寸、形状和材料特性，使得设计师可以在计算机环境中进行模型构建和调整。

通过虚拟样机，设计师能够实时观察零件的拟合情况，发现并解决设计上的问题，减少了传统样机制作所需的时间和资源。

同时，虚拟样机还可以模拟零件在各种环境、负载条件下的性能表现，帮助设计师做出更合理的设计决策。

其次，虚拟样机技术可以实现机械零件的装配仿真，模拟零件之间的拟合和运动关系。

通过灵活的参数调整和实时反馈，设计师可以快速验证装配方案的可行性，并在早期发现和解决装配中的冲突和问题。

此外，虚拟样机还能够提供自动化的装配流程，减少人工操作的误差和工作量，提高装配效率和质量。

虽然虚拟样机技术带来了许多优势，但也面临一些挑战。

首先，虚拟样机技术的准确性和可信度仍然有待提高。

虽然数字模型可以模拟机械零件的几何形状和材料特性，但在某些复杂情况下，其模拟结果可能与实际情况存在一定的差异。

其次，虚拟样机技术需要大量的计算资源支持，特别是对于大规模复杂装配的仿真，所需的计算能力可能超出当前计算机的承载能力。

此外，虚拟样机技术的应用还需要专业的技术人员进行操作和维护，这对一些中小型企业可能存在一定的门槛。

然而，虚拟样机技术的应用前景仍然广阔。

随着计算机计算能力的不断提升和虚拟现实技术的进步，虚拟样机技术将能够更加准确地模拟机械零件的拟合和装配过程，并且可以在更广泛的领域得到应用。

例如，在汽车制造领域，虚拟样机技术可以用于车身拟合和碰撞仿真，提高车辆的安全性能和制造效率。

在航空航天领域，虚拟样机技术可以用于飞机部件的装配和维修仿真，节约成本和人力资源。

在汽车制造行业,产品的质量及成本是一大有利的竞争因素。

如今的汽车制造生产线上,仍存在由于车身钣金件壁过薄,焊接运送中发生变形,导致整车无法装配而重新返工的问题。

反复的调整和装配浪费大量人力物力,汽车生产周期也被拉长,生产成本上升。

随着虚拟现实技术的广泛应用,这一技术可以有效解决车身装配问题。

如流程图1所示,本文介绍的方法主要基于Poly⁃works 软件平台[1],对实际零件逆向建模,虚拟模型装配检查间隙状态,从而对无法装配的零件做出预调,避免实际反复装调。

1逆向工程构建模型拟实装配方法与传统虚拟装配方法最大的不同是,传统虚拟装配使用的CAD 模型是理想的数模[2],是理想数模与理想数模的装配。

而在实际生产中,生产装配使用的零部件具有一定的制造误差,虚拟装配并不能完全保证实际装配的质量。

拟实装配[3]就是采用一定的测量手段,得到几何产品的点云数据,经过逆向建模技术处理,得到几何产品的真实模型特征数据,导入到虚拟环境中进行装配,并进行产品装配误差分析、单个零件变形分析等。

根据拟实装配的特点,其关键技术主要包括:数据采集、点云处理、模型重构、虚拟装配以及后续分析等。

1.1数据采集数据采集是逆向工程的首要环节,也是最关键的一步,点云数据的好坏直接影响后续的工作能否顺利进行。

数据采集主要包括测量对象、测量仪器以及测量方法。

其中,测量对象主要针对车身钣金件;为减少零件在各工位中来回移动,选择便携式关节臂测量机作为测量仪器;结合具体的测量要求,需要在短时间里获得大量的点云数据,因此选用非接触式测量方法。

一般情况下,采集到的数据受计量检测人员[4]、测量仪器、被测工件、测量方法和测量环境等要素的影响。

因此,对同一组数据,需要进行一人多次和多人多次的重复测量,用以评价测量数据的稳定性和复现性,这是检验整个测量过程与测量结果不确定度的重要指标。

1.2点云处理通过非接触测量方法得到的点云数据,由于人为、设备和环境等因素的影响,通常包含一定的噪点和冗余测量点等,如果不对这些点进行处理,势必会影响模型拟合的质量。

基于Polyworks的拟实装配间隙检查方法综述
任丽佳;李明;韦庆玥
【期刊名称】《工业控制计算机》
【年(卷),期】2018(031)003
【摘要】随着精密制造业的发展,人们对于产品外观和质量的要求大大提高,尤其对于汽车产品的柔性钣金件来说,焊接工艺极易引起零件变形,最终影响产品的外观甚至性能.车身装配每年花费在诸如零件无法装配,零件制造不合格,以及返工上的资金高达数百万美元.基于Polyworks软件平台,通过对实物进行逆向工程,虚拟装配出零件实际装配状态,检查间隙情况并对零件做出预调.尽早发现产品尺寸存在的问题,从而节约生产成本,同时减少整车制造的时间,提高产品质量.
【总页数】3页(P32-33,36)
【作者】任丽佳;李明;韦庆玥
【作者单位】上海大学智能制造及机器人重点实验室,上海 200072;上海大学智能制造及机器人重点实验室,上海 200072;上海大学智能制造及机器人重点实验室,上海 200072
【正文语种】中文
【相关文献】
1.基于产品的数字化拟实虚拟装配关键技术的研究 [J], 韦庆玥;李明;詹高伟;柳静;肖武华
2.基于拟实制造的面向装配设计工具 [J], 郭顺生;李存荣
3.基于PolyWorks虚拟装配间隙面差计算分析研究 [J], 张中日;李明;韦庆癑
4.基于PolyWorks虚拟装配间隙面差计算分析研究 [J], 张中日;李明;韦庆玥
5.基于PolyWorks虚拟匹配间隙面差测量规范研究 [J], 杨金涛;李明;韦庆玥;王辉因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

虚拟匹配在尺寸工程后期外观综合匹配中的应用张泽龙【期刊名称】《《汽车制造业》》【年(卷),期】2019(000)014【总页数】3页(P42-44)【关键词】虚拟匹配; 尺寸工程; 后期; 应用; 外观; 开发成本; 尺寸超差; 夹具调整【作者】张泽龙【作者单位】[1]长城汽车股份有限公司技术中心; [2]河北省汽车工程技术研究中心【正文语种】中文【中图分类】U466本文通过后期实践匹配，以侧围与后背门面差为分析研究对象详细探讨点云虚拟匹配在尺寸工程后期外观匹配中的应用。

研究表明，零部件点云虚拟匹配不仅可以大大减少检具的投入开发成本，同时能够快速找到车身尺寸超差真因，并能够指导车身夹具调整减少匹配周期，为产品的顺利上市提供保障。

引言尺寸工程外观综合匹配是提高汽车感知质量的重要手段，是产品量产上市之前的一个重要环节。

外观综合匹配一般会用到CUBING和MEISTERBOCK两种，CUBING的本质是一种检具，可理解为一种高级检具，由于是根据车身设计数据由精密的数控机床进行1:1加工，加工以小时为单位计价，加工金属时非常耗时，而且材料一般是铸造铝合金、锻造铝合金及钢铁，使得车身主检具的成本非常昂贵，同时CUBING的柔性差，很难适应车型改款升级后的匹配需求。

综合匹配样架MEISTER-BOCK是通过将匹配的零件装在匹配样架上，然后通过三坐标测量，对车身外覆盖件及外部装配件的匹配尺寸及缝隙进行评价和分析，这种匹配方法一般周期长，成本较高，对三坐标的测量盲区无法进行尺寸分析评价，优化调整困难。

非接触式检测设备包含有白光扫描、激光扫描和蓝光扫描。

白光扫描由于精度低，不利于拟合，逐步被淘汰，目前主流是采用蓝光扫描和激光扫描的方式。

蓝光扫描采用多次非连续性拍照形成仿真模型，需要对零件进行贴点定位和喷涂显影剂，受制约因素较大，并且存在蛙跳，精度级别为1～2 mm，精度相对较低，不适合尺寸后期的外观匹配分析。

激光扫描采用雷达原理，即时生成点云模型，精度级别为0.15 mm，白车身的精度级别为0.1 mm，目前长城汽车股份有限公司的车身外观综合匹配主要是采用激光扫描的方式对车身数据进行采集并对点云虚拟匹配。

零件虚拟匹配报告模板
概述
本文档旨在提供一份零件虚拟匹配报告的模板，以便您能够更加高效地撰写和
输出相关报告。

调研背景
在进行零件匹配时，需要对多种参数进行比对，如尺寸、形状、材质等。

传统
的匹配方法需要对每个零件进行实验和测试，非常耗时费力。

而使用虚拟匹配方法，则可以通过计算机建立零件的3D模型，快速进行匹配。

虚拟匹配流程
虚拟匹配流程如下：
1.取得要进行虚拟匹配的零件的3D模型文件；
2.根据实际情况，进行CAD制图，生成相应的零件装配替代模型；
3.将零件3D模型和装配替代模型导入虚拟匹配软件中；
4.按照需求设定参数范围（如允许误差范围），进行匹配；
5.输出匹配结果。

虚拟匹配软件
本公司使用的虚拟匹配软件是“零件匹配大师”，该软件包含了零件比对、物理
仿真、后处理、分布式计算等多个功能模块，具有如下特点：
•快速：普通针对单个零件的匹配时间小于1分钟
•精确：能够对零件进行高精度的拓扑匹配
•准确：多维度的合理性评估，挑选最优匹配方案
•易用：拥有可视化的操作界面，只需要几个简单的步骤即可完成操作
虚拟匹配报告模板
虚拟匹配报告应包含如下内容：
1.委托人信息（公司名称、联系人、联系方式等）；
2.零件信息（零件名称、零件图纸、零件3D模型文件等）；
3.匹配结果（包括匹配质量评价、匹配结果列表等）；
4.其他需要说明的附加信息（如特殊要求等）。

报告示例
委托人信息
公司名称：XXX制造公司
联系人：XXX
联系方式：XXX
零件信息
零件名称：XXX第二代-Y型轮。

基于RFK参考车身的整车质量推进优势
郎倩;岑迪;李炯辰
【期刊名称】《传动技术》
【年(卷),期】2024(38)1
【摘要】汽车外覆盖件零件质量的优劣影响着用户决策买车的第一印象。

主机厂在汽车外覆盖件的精致性上投入了越来越多的关注。

通过引入RFK参考车身搭建方法,通过增加批量阶段RFK搭建轮次来控制外覆盖件尺寸一致性和稳定性。

该方法考虑到车身零件电泳和预变形影响,更贴合实际生产装配状态,在局部坐标系下去评价零件匹配状态,展示的抱怨问题与实车装配的抱怨一致性更强,目前RFK搭建在大众体系车型下已经取得了良好的应用效果。

【总页数】4页(P23-26)
【作者】郎倩;岑迪;李炯辰
【作者单位】上汽大众汽车有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】U466
【相关文献】
1.基于三维点云数据的整车车身蒙皮扫描误差分析
2.基于UG二次开发的整车车身模型BOM重构的研究与应用
3.基于PolyWorks的车身点云整车坐标系建立方法
4.基于整车性能的车身扭转刚度研究
5.基于主动悬架的整车车身姿态控制策略研究
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