CN103341929B - 一体注塑产品模型制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种一体注塑产品模型制作方法，包括以下步骤：（1）数据采集；（2）数据处理；（3）模型重构；（4）模型制备。所述步骤（1），对于槽深且窄的部位先掰至变形后扫描进行数据采集；所述步骤（2），对于产品周边易变形区域按以下步骤处理，1）周边软边变形的地方先按原样制得原样点云模型；2）再做辅助面；3）实体展开；4）曲面整修，对于掰变形部位的扫描点还需拟合；所述步骤（3），对产品进行分模后适当拔模，直至获得符合精度要求的一体注塑产品的最终反变形模型，最后根据最终反变形模型制得产品实物模型。本发明可降低模具制作的成本、提高产品制造速度、缩短产品交接时间和提高产品质量。

Description

一体注塑产品模型制作方法

技术领域

本发明涉及一种一体注塑产品的模型制作方法，特别涉及一种基于拟合定位防变形处理的精密一体注塑产品模型制作方法。

背景技术

随着经济技术迅速发展，产品设计同时被应用在生产生活的各个方面。正向设计过程是一个从无到有的过程，设计人员首先构思产品的形状、性能、强度和实用性能，用手绘草图或电脑绘图到原始油泥、石膏造型，是一个缓慢的制作流程，完成最终的产品正向设计；逆向工程技术，是指用一定的测量手段对实物或模型进行测量，根据测量数据通过三维几何建模方法重构实物的CAD三维模型的过程，逆向工程作为一种高效的产品设计的思路和方法，建立在正向设计的基础上，推动着人们摈弃陈旧、落后的思想，激励着人们勇于创造新、快、高的设计理念，开拓新的领域，在航空和汽车行业发展尤为迅速。

对于特殊的曲面造型，如汽车外形曲面，玻璃反射A曲面等，用原始的正向设计很难完成，采用逆向工程可以迅速设计好高复杂曲面的汽车配件，以及准确的尺寸和反射曲率。产品设计的好坏直接影响产品质量的好坏，以及模具制作的成本、速度和交接时间。

目前，一体注塑的汽车天窗、侧窗、前档、尾窗等制品，在产品逆向设计中，需要注意多个环节，如圣达菲三角窗，DW1191等多个复杂产品设计的时候、通常是先三维激光扫描，因为特征多、曲面多，难点是怎么样扫描和拟合点云，以及怎么把数百万个点通过逆向思维设计好一个完整、合格的数模，像此类产品、特别是边缘地方、因为壁薄，材料性能软，产品容易变形，扭曲，基准不好找，合上去的点云的位置不准确，数据点处理较困难，后续设计过程中，完全按照变性后的产品数据点设计出来，曲面不光滑，产品外观不好看、反光时会出现扭曲现象，但是边缘局部地方调整平顺后，尺寸无法控制，注塑的产品边缘长短不一。

发明内容

本发明针对现有技术的上述缺陷，提供一种一体注塑产品模型制作方法。本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一体注塑产品模型制作方法，包括如下技术步骤：

（1）数据采集，包括样品的扫描，对于槽深且窄的部位先掰至变形后三坐标激光扫描，先用空间三点定位找到基准后正反激光扫描并采集数据；所述三点定位找基准即就是激光扫描前先在产品周边任意地方粘三个圆球，再先后激光扫描包括所粘小球产品的正面和反面；所述基准，即就是三个圆球的中心点；所述基准误差控制在0.005-0.01。

（2）数据处理，对于产品周边易变形区域按以下步骤处理：

1）对应于产品周边易变形区域先按原样激光扫描得到原样点云模型；其中对于掰变形部位的扫描点还需先拟合，拟合时用圆球定位、正面的三个圆球和反面的三个圆球的中点合到一起后定位复原，通过产品曲面伸缩的特性进行调整；

2）再制作出辅助面，周边软边变形的地方先按原样扫描得到原样点云模型后，在此基础上再做些一些辅助曲面，通过这些曲面准确地描绘出边部的曲面，然后删掉辅助面；

3）将按上述步骤制成的包括辅助面的原样点云模型进行实体展开，边部的曲面准确绘制后，曲面展开为平面实体，展开的曲面长度等于曲面边部的曲线长度，所述实体展开是因为产品变形较大，设计出的产品达不到所需要的精度，故将变形后的产品经过激光扫描后的点云展开，然后按照展开的尺寸进行下一步工作；

4）对产品模型进行曲面整修，实体展开后，通过曲面变形或曲面光顺对产品模型进行曲面整修。

（3）模型重构，通过分模和拔模，重新构造合适的产品模型，具体包括以下步骤：

1）产品分模：根据产品的边缘线定、产品放置的坐标以及模具产品上下垂直的交叉线合理找出产品的分模线，划分哪些地方设计在上模，哪些地方设计在下模，一般来说产品都是从中间分为上下两部分，上面为上模、下面为下模；

2）拔模：拔模过程就是在每一个垂直的特征下面、从下往上拔一个斜面，结果就是，拔完模后的模具在成型注塑产品时候可以顺利脱模、上下分开。

最终获得美观，达到尺寸装配要求以及符合精度要求的一体注塑产品的最终反变形模型。

（4）模型制备，根据所述步骤（3）所得到的最终反变形模型，制备符合精度要求的模型。

本发明降低模具制作的成本、提高产品制造速度、缩短产品交接时间、和提高产品质量。

附图说明

下面将结合附图对本发明作进一步说明，附图中：

图1是本发明的设计流程图；

图2是本发明实施例一体注塑车窗的产品图。

具体实施方式

如图1所示，本发明的一体注塑产品设计方法，包括有如下步骤：

（1）数据采集，包括样品的扫描，对于槽深且窄的部位先掰至变形后三坐标激光扫描，先用空间三点定位找到基准后正反激光扫描并采集数据；所述三点定位找基准即就是激光扫描前先在产品周边任意地方粘三个圆球，再先后激光扫描包括所粘小球产品的正面和反面；所述基准，即就是三个圆球的中心点；所述基准误差控制在0.005-0.01。

（2）数据处理，对于产品周边易变形区域按以下步骤处理：

1）对应于产品周边易变形区域先按原样激光扫描得到原样点云模型；其中对于掰变形部位的扫描点还需先拟合，拟合时用圆球定位、正面的三个圆球和反面的三个圆球的中点合到一起后定位复原，通过产品曲面伸缩的特性进行调整；

2）再制作出辅助面，周边软边变形的地方先按原样扫描得到原样点云模型后，在此基础上再做些一些辅助曲面，通过这些曲面准确地描绘出边部的曲面，然后删掉辅助面；

3）将按上述步骤制成的包括辅助面的原样点云模型进行实体展开，边部的曲面准确绘制后，曲面展开为平面实体，展开的曲面长度等于曲面边部的曲线长度，所述实体展开是因为产品变形较大，设计出的产品达不到所需要的精度，故将变形后的产品经过激光扫描后的点云展开，然后按照展开的尺寸进行下一步工作；

4）对产品模型进行曲面整修，实体展开后，通过曲面变形或曲面光顺对产品模型进行曲面整修。

（3）模型重构，通过分模和拔模，重新构造合适的产品模型，具体包括以下步骤：

1）产品分模：根据产品的边缘线定、产品放置的坐标以及模具产品上下垂直的交叉线合理找出产品的分模线，划分哪些地方设计在上模，哪些地方设计在下模，一般来说产品都是从中间分为上下两部分，上面为上模、下面为下模；

2）拔模：拔模过程就是在每一个垂直的特征下面、从下往上拔一个斜面，结果就是，拔完模后的模具在成型注塑产品时候可以顺利脱模、上下分开。

最终获得美观，达到尺寸装配要求以及符合精度要求的一体注塑产品的最终反变形模型。

（4）模型制备，根据所述步骤（3）所得到的最终反变形模型，制备符合精度要求的模型。

通过以上步骤，获得符合精度要求的一体注塑产品的最终反变形模型，最后根据最终反变形模型进行一体注塑产品的设计。

如图2所示，为本发明实施例一体注塑车窗，包括易变形的胶边1、一体注塑的胶条2和汽车玻璃3，按图1的步骤最后设计的一体注塑车窗，曲面光滑，达到尺寸装配要求且符合精度要求。

Claims (3)

1.一种一体注塑产品模型制作方法，包括数据采集、数据处理、模型重构和模型制备四个步骤，其特征在于：

所述的数据采集步骤包括样品的扫描，对于槽深且窄的部位先掰至变形后三坐标激光扫描并采集数据，先用空间三点定位找到基准后正反激光扫描并采集数据；所述三点定位即采用三个圆球的中心点定位，在三坐标激光扫描前，先在产品周边任意地方粘三个圆球，再先后激光扫描包括所粘小球的产品正面和反面；所述基准即三个圆球的中心点；所述找到基准后正反激光扫描并采集数据中的所述基准误差控制在0.005-0.01；

所述的数据处理步骤，对于产品周边易变形区域按以下步骤处理：

1)对应于产品周边易变形区域先按原样进行三坐标激光扫描得到原样点云模型；对于掰变形部位的扫描点还需先拟合，拟合时用圆球定位、将正反扫描的三个圆球中心点分别合到一起，通过产品曲面伸缩的特性进行调整；

2)再制作出辅助面，周边软边变形的地方先按原样扫描得到原样点云模型后，在此基础上再做若干辅助面并通过所述辅助面的曲面准确地描绘出产品模型边部的曲面，然后删掉所述辅助面；

3)将按上述步骤制成的产品模型进行实体展开，展开的曲面长度等于产品曲面边部的曲线长度；

4)对产品模型进行曲面整修，通过曲面变形或曲面光顺对产品模型进行曲面整修。

2.根据权利要求1所述的一体注塑产品模型制作方法，其特征在于，所述的模型重构步骤包括分模和拔模，重新构造合适的产品模型，具体包括以下步骤：

1)产品分模，即根据产品的边缘线确定产品放置的坐标以及模具上下垂直的交叉线，找出产品的分模线，划分产品的哪些部分设计在上模，哪些部分设计在下模；

2)拔模，即对每一个垂直的特征面、从下往上形成一定角度的斜面；

最终获得符合精度要求的一体注塑产品的最终反变形模型。

3.根据权利要求2所述的一体注塑产品模型制作方法，其特征在于，进行产品分模时，是从产品的中间将产品分为上下两部分，产品上部分对应上模、产品下部分对应下模。