数字形状采样及处理(Digital Shape Sampling and Processing, 简称DSSP)技术可以数字化采集物理对象并创建具有相关结构特征的精确3D 模型, 以用于设计、工程、检测和逆向工程等项目实施,随着其技术的日趋成熟,DSSP 在汽车制造、检测、新品开发和模具设计等众多领域发挥着越来越重要的作用。
直属于北京汽车工业控股有限责任公司的北京汽车研究总院(以下简称研究总院)承担着公司“北京”牌轿车、中高档SUV和轻型越野车等研发工作,此外还肩负着第二代军车的设计和研发任务。在研究总院诸多的工作诸如设计、研发、试制等环节中对于测量的需求是必不可少的。“我们最早接触杰魔( 英文名:Geomagic) 软件是在2004 年的时候,当时还是研究总院的前身北京吉普汽车有限公司,因为承接了二代军车的研发工作而采购了一部FARO 公司的七轴测量臂,该测量臂的配套软件就是Geomagic Studio7.0。”北京汽车研究总院试制试验部工程师排迎春先生回忆说,“当时是北京吉普的产品部为了新车造型测量而引进的,在后来使用过程中我们发现Geomagic Studio 软件非常好用,尤其是使用Geomagic Studio 处理点云速度相当快,效果也很好(见图1)。”
2007 年研究总院成立之后,FARO 测量臂又被划分到了试制试验部,“因此得以有更多的机会使用并了解Geomagic Studio 软件的诸多功能。”排迎春工程师如是说,“测量臂属于硬测头接触式测量,主要是测量一些车身的关键点和装焊胎具,还有就是利用杰魔软件的扫描功能,扫描车身的外形,以及后期快速处理点云数据,这也是我们主要的两个工作。”
说起处理点云朱本璋介绍说,现在市场上提供逆向工程的软件供应商有许多家,其处理方式大致分为两种:一种是传统的手动方式,由点构线然后再构成面;另一种就是以Geomagic Studio 为代表的自动处理方式,直接从点到三角形到曲面,由于整个过程是自动完成的,因此速度大为提高。“使用Geomagic Studio 可以对物体进行快速扫描并自动生成准确的数字模型,效果相当好。”提起使用Geomagic Studio 的感受排工赞赏有加,“在计算机硬件相同的前提下,使用Geomagic Studio 处理点云的速度相当快,对点云的批量化处理也很好,一次大约可以处理1亿个点云,这是其他软件很难达到的,三角面片处理功能也非常强大,而且除了自动、快速外其准确度很高,其生成的数字模型可以很精确的反应被测实体(见图2、3)。”
图2 扫描的点云
图3 生成的三角网络
据介绍研究总院也曾用过其他图1 排工为我们演示Geomagic软件的扫描功能品牌的软件处理点云,“与之前的软件相比,Geomagic Studio 不管是批处理点云的速度还是方式都相当方便,优势明显。”
3D 检测软件
“杰魔软件除了处理点云的功能外,还具有检测功能,”排工补充说,“根据研究总院业务发展的需求,我们已经决定在今年上半年要对原有Geomagic Studio 进行升级外,还会再购置其Geomagic Qualify 这个新的软件。”
“ 如此一来,经过扫描零部件后Geomagic Studio 建立起的数模就可以直接被用户修改,而任何修改后的参数都可以直接在CAD里进行体现,那样再进行设计就相当方便了。”排工兴奋地表示,“单位的采购计划已经敲定,真希望Geomagic Studio 的升级问题和Geomagic Qualify 的采购可以尽快到位。”