基于thinkdesign板材回彈解決方案20

1、thinkdesign板料回彈解決方法2010-11-02 11:11:28|  分類： 汽車板料回彈解決 |  標(biāo)簽： |字號(hào)大中小 訂閱 隨著高強(qiáng)度板和鋁合金的應(yīng)用，回彈現(xiàn)象是板料成形過程中常見的缺陷，嚴(yán)重影響了公司模具設(shè)計(jì)的正確性和準(zhǔn)確性，回彈效應(yīng)使按照零件的理論要求形狀設(shè)計(jì)制造出的模具生產(chǎn)出的零件不符合零件設(shè)計(jì)的要求 。目前在模具設(shè)計(jì)時(shí)有如下一些問題：l  采用手工修改鈑金回彈量，修改過程是一個(gè)費(fèi)時(shí)、費(fèi)力、費(fèi)錢的回彈補(bǔ)償方法，并且修改后的模型曲面質(zhì)量不好。l  高強(qiáng)度板，回彈變形大，目前缺乏有效的手段進(jìn)行控制。l&#

2、160; 修改模具型面的次數(shù)較多，增加了模具的試模次數(shù)，模具的設(shè)計(jì)與制造周期長。l  對(duì)于外來的模型，常常需要修補(bǔ)破面。目前使用的軟件修補(bǔ)效率較低，曲面質(zhì)量得不到有效保證l  工程師通過優(yōu)化fea步驟，獲得盡可能準(zhǔn)確的結(jié)果。但是fea工作和設(shè)計(jì)工作是獨(dú)立的，需要工程師花費(fèi)大量的時(shí)間和精力把結(jié)果反饋到模具設(shè)計(jì)的修改設(shè)計(jì)中去。l  工程師通過白光機(jī)測(cè)量實(shí)際沖壓結(jié)果，獲取產(chǎn)品實(shí)際沖壓點(diǎn)云數(shù)據(jù)，但是如何利用測(cè)量數(shù)據(jù)修改回彈？。thinkdesign解決方案介紹根據(jù)上述分析，thinkdesign提出了相應(yīng)的鈑金回彈補(bǔ)償功能。thinkdesig包含了結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的實(shí)體造型，裝

3、配，鈑金，二維出圖等模塊，還包括了曲面設(shè)計(jì)，gsm功能，混合建模，ism交互建模、tdcompensator，diedesign等功能，下面是列舉的是其板料回彈解決功能。l  使用die-design 修改回彈l  基于cae的分析結(jié)果，使用compensator fe自動(dòng)補(bǔ)償回彈l  基于掃描點(diǎn)云結(jié)果，使用compensator md自動(dòng)補(bǔ)償回彈                      

4、60;                                thinkdesign的amd和cmd功能基于掃描點(diǎn)云的模型修改技術(shù)介紹2010-11-02 10:01:27|  分類： thinkdesign技術(shù) |  標(biāo)簽： |字號(hào)大中小 訂閱 一、引言thinkdesign1979年誕生于意大利的think3公司，是一款可以自由發(fā)揮你的創(chuàng)造力和想象力的超現(xiàn)代造型設(shè)計(jì)

5、軟件。它擁有全球領(lǐng)先的混合建模核心技術(shù)和獨(dú)有的全局形狀建模技術(shù)（global shape modeling，簡(jiǎn)稱gsm）。gsm是一個(gè)快速創(chuàng)建和修改的工具，用戶在設(shè)計(jì)的任何階段都可以迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，而不必重新建模?；趃sm功能，thinkdesign推出了一種基于掃描點(diǎn)云的模型修改技術(shù)-amd&cmd技術(shù)，筆者經(jīng)過一段時(shí)間的學(xué)習(xí)和應(yīng)用，在此將其功能做個(gè)簡(jiǎn)單介紹。 二、基于測(cè)量點(diǎn)云的曲面自適應(yīng)修改（amd: adaption on measured data）計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)在新產(chǎn)品設(shè)計(jì)中得到了廣泛的應(yīng)用，設(shè)計(jì)師借助3d輔助設(shè)計(jì)軟件來設(shè)計(jì)、渲染一個(gè)虛擬的3d數(shù)字模型。但

6、是，往往在數(shù)字環(huán)境下看起來很好的產(chǎn)品放到實(shí)際環(huán)境中時(shí)，就不是那么回事了，為了保證數(shù)字模型和物理模型尺寸的一致，新產(chǎn)品的典型設(shè)計(jì)流程包括下面幾個(gè)階段： 圖1 新產(chǎn)品典型設(shè)計(jì)流程從圖1可以看出，物理樣機(jī)仍然是產(chǎn)品研發(fā)過程中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，數(shù)字和物理環(huán)境之間需要彼此交互，即數(shù)字模型常常需要根據(jù)物理樣機(jī)的修改而修改。以往我們常常采用逆向的方式來重新構(gòu)建3d模型，其逆向過程使修改變得困難和修改周期長。3d數(shù)字模型如何快速根據(jù)物理樣機(jī)的改變而改變，這就是amd的功能，它解決了根據(jù)相似物理模型建立數(shù)字模型的問題。物理模型通過機(jī)械加工或手工修改后，測(cè)量其外形，原來的3d模型就可以基于測(cè)量的點(diǎn)云來

7、變形，且保持?jǐn)?shù)字模型的質(zhì)量。   圖2 需要修改的曲面和物理模型的掃描點(diǎn)云網(wǎng)格通過圖2所示，我們可以看出輪眉的物理模型已經(jīng)做了修改，那么相應(yīng)的數(shù)字模型得重新構(gòu)建。這里我們可以采用amd的功能自動(dòng)去識(shí)別曲面與網(wǎng)格之間的變形量，然后采用gsm replicate功能將此變形量應(yīng)用到需要修改的曲面上去，圖3是gsm replicate的修改界面，從中我們可以看出gsm replicate在修改過程中可以設(shè)置變形量的比率值，并可以動(dòng)態(tài)查看曲面的變化過程與檢查曲面的變化質(zhì)量。  圖3 采用gsm replicate功能修改曲面三、基于測(cè)量點(diǎn)云的回彈補(bǔ)償修

8、改（cmd:compensation on measure data)回彈是板料沖壓成形過程中一種常見、但又很難解決的現(xiàn)象。通常，企業(yè)前期采用cae分析來預(yù)防回彈，后期根據(jù)試模數(shù)據(jù)來修改回彈。這兩種方法都存在一個(gè)耗時(shí)費(fèi)力的問題，那就是如何快速的根據(jù)cae的數(shù)據(jù)或試模的數(shù)據(jù)來快速修改模具型面。 圖4 沖壓產(chǎn)品典型設(shè)計(jì)制造流程compensator是基于gsm技術(shù)開發(fā)的用于進(jìn)行板料回彈補(bǔ)償?shù)腸ad工具，它提供了上述兩種問題的解決方法。 在實(shí)際應(yīng)用中，由于新材料特性不確定等因素導(dǎo)致cae的分析常常與實(shí)際沖壓結(jié)果不一致，基于這個(gè)原因，think3與bmw合作，推出了一種基于測(cè)量點(diǎn)云的回彈補(bǔ)償

9、修改功能cmd.圖5 cmd回彈補(bǔ)償功能圖示 cmd除了可以基于fem(finite element method)的數(shù)據(jù)外，還可以基于測(cè)量的數(shù)據(jù)來做回彈補(bǔ)償，通過自動(dòng)計(jì)算曲面與點(diǎn)云網(wǎng)格之間的變形量，然后采用gsm replicate功能將此變形量應(yīng)用到需要修改的曲面上去。下面通過b_pillar 的回彈修改過程來簡(jiǎn)單介紹cmd的應(yīng)用。  第一步：掃描實(shí)際沖壓件，對(duì)齊點(diǎn)云與將要修改的曲面，將掃面點(diǎn)云網(wǎng)格化處理。 圖6 點(diǎn)云網(wǎng)格化處理第二步：需要修改的曲面網(wǎng)格化處理thinkdesign可以將需要修改的曲面進(jìn)行網(wǎng)格化處理，網(wǎng)格化時(shí)注意網(wǎng)格尺寸大小和點(diǎn)云網(wǎng)格

10、大小保持一致。  圖7 曲面網(wǎng)格化處理第三步： 裁剪網(wǎng)格 這里，我們修改的是整體拉延op10的型面，所以采用同一個(gè)邊界將點(diǎn)云網(wǎng)格和曲面網(wǎng)格做裁剪，thinkdesign可以自動(dòng)獲取網(wǎng)格的邊界。 圖8 網(wǎng)格裁剪第四步： 計(jì)算分析，得出3d變化數(shù)據(jù)設(shè)定cmd相關(guān)參數(shù)后計(jì)算點(diǎn)云網(wǎng)格與曲面網(wǎng)格之間的變形量,變形量數(shù)據(jù)以圖9所示的小平面來表示。 圖9生成3d變形參考數(shù)據(jù)第五步：global replicate運(yùn)算得出回彈補(bǔ)償后的拉延型面gsm replicate可以設(shè)置變形量的比率值，默認(rèn)的比率值在01之間，有的時(shí)候我們希望補(bǔ)償多一點(diǎn)，該值也可以超過1。如果修改的

11、不是整體拉延型面,比如壓料面不修改，那么在gsm replicate運(yùn)算中，修改對(duì)象可以不選擇壓料面，最后再將壓料面與其他部分橋接起來。 圖10 gsm replicate 運(yùn)算結(jié)果四、結(jié)論amd&cmd技術(shù)提供了一種快速基于掃描點(diǎn)云修改3d數(shù)據(jù)的解決方案，促進(jìn)了數(shù)字和物理模型的融合，它可以廣泛應(yīng)用于工業(yè)設(shè)計(jì)與汽車模具設(shè)計(jì)行業(yè)，其具有如下特點(diǎn)：ü  大大節(jié)省模型修改時(shí)間。ü  修改后的型面保持和原先型面相同的曲面拓補(bǔ)結(jié)構(gòu)和曲面質(zhì)量。ü  不需要逆向過程。gsm技術(shù)讓設(shè)計(jì)插上自由飛翔的翅膀2010-11-02 09:4

12、8:55|  分類： thinkdesign技術(shù) |  標(biāo)簽： |字號(hào)大中小 訂閱   一、引言think3是意大利計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與制造市場(chǎng)的領(lǐng)導(dǎo)者，被譽(yù)為歐洲plm市場(chǎng)前三位的提供商之一，在工業(yè)設(shè)計(jì)領(lǐng)域是富有經(jīng)驗(yàn)的咨詢顧問和技術(shù)的領(lǐng)導(dǎo)者。    thinkdesign是think3公司對(duì)三維內(nèi)核技術(shù)擁有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的軟件。他擁有全球領(lǐng)先的曲面與實(shí)體混合建模核心技術(shù)和獨(dú)有的全局形狀建模技術(shù)（global shape modeling，簡(jiǎn)稱gsm）。    gsm為工程師提

13、供了一種簡(jiǎn)單易用、極具創(chuàng)新的高級(jí)建模方式！它是目前唯一的快速創(chuàng)建和修改的工具，用戶在設(shè)計(jì)的任何階段都可以迅速準(zhǔn)確的進(jìn)行設(shè)計(jì)修改，而不必重新建模。我們可以在局部或者全局的應(yīng)用該技術(shù)，從而擺脫了傳統(tǒng)設(shè)計(jì)中的局限性，給設(shè)計(jì)帶來無限的創(chuàng)新能力。圖1-1 gsm工具欄圖1-1為gsm的工具欄，其功能強(qiáng)大，由于篇幅有限，下面僅用三個(gè)具體的實(shí)例來介紹gsm的功能，已起個(gè)拋磚引玉的作用。 二、快速提供多方案的設(shè)計(jì)。隨著生活水準(zhǔn)的不斷提高，消費(fèi)者越來越關(guān)注產(chǎn)品的外觀，在一個(gè)新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)階段，3d模型工程師往往需要提供多種設(shè)計(jì)方案供設(shè)計(jì)師或客戶選擇。傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)方式是每種方案都需要3d模型工程師一個(gè)一個(gè)去

14、繪制，這樣的設(shè)計(jì)方式周期長，修改不方便。gsm提供了柔性創(chuàng)造性設(shè)計(jì)修改能力，實(shí)現(xiàn)了用戶自定義目標(biāo)驅(qū)動(dòng)的確精控制，自動(dòng)維持設(shè)計(jì)與所有其他相關(guān)產(chǎn)品零件的集成，讓設(shè)計(jì)師和客戶輕松評(píng)估多種設(shè)計(jì)方案。   圖2-1手機(jī)多方案設(shè)計(jì)在圖2-1中，3d模型工程師只需繪制出一種方案的3d模型或采用已有的3d模型，其他方案的3d模型根據(jù)給出的輪廓線，應(yīng)用gsm功能就可以輕松實(shí)現(xiàn)。圖2-2為advanced gsm的操作過程，圖2-3為設(shè)計(jì)好的手機(jī)多方案3d模型， 圖2-2 advanced gsm的操作過程 圖2-3 手機(jī)多方案3d模型 三、自由修改，創(chuàng)意無限。新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)

15、過程中外形的修改是少不了的，采用傳統(tǒng)的修改方式，曲面外觀的修改需要從曲面的構(gòu)架線修改起，這樣的過程使修改變得困難和修改周期長。如圖3-1中，汽車外觀已設(shè)計(jì)完畢，經(jīng)設(shè)計(jì)評(píng)估后需要把汽車行李箱蓋的外形向上微微調(diào)整。 圖3-1 需要修改的外形think3拋棄了傳統(tǒng)的修改方法，研發(fā)出了世界上獨(dú)一無二的gsm技術(shù)，不但對(duì)曲面的修改非常容易，而且保留了原有曲面的拓?fù)潢P(guān)系，即使是a級(jí)曲面也能輕松應(yīng)對(duì)。圖3-2為gsm blend的操作過程，在圖中的對(duì)話框中我們可以精確的輸入控制數(shù)據(jù)來達(dá)到我們想要的外形。 圖3-2為gsm blend的操作過程 四、攻克鈑金回彈難題長期以來，困擾

16、廣大模具設(shè)計(jì)人員的主要問題就是較長的模具開發(fā)設(shè)計(jì)周期，特別是對(duì)于復(fù)雜的板料成形零件無法準(zhǔn)確預(yù)測(cè)成形的結(jié)果，難以預(yù)防缺陷的產(chǎn)生，只能通過經(jīng)驗(yàn)或類似零件的現(xiàn)有工藝資料，通過不斷的試模、修模才能成功。如圖4-1所示，鈑金回彈一直是沖壓成型的難題，目前情況下，模具工程師通過使用fea(有限元分析) 工具來分析回彈。但是fea工作和設(shè)計(jì)工作是獨(dú)立的，需要模具工程師花費(fèi)大量的時(shí)間和精力把分析結(jié)果應(yīng)用到模具設(shè)計(jì)的修改中去。 如圖4-1 鈑金回彈think3在fea和優(yōu)化模具設(shè)計(jì)之間搭建了溝通的橋梁 td compensator，它通過gsm功能實(shí)現(xiàn)了過程的自動(dòng)化，提高了效率。配合fea的數(shù)據(jù)，工程

17、師再也不必花費(fèi)大量時(shí)間來重建回彈補(bǔ)償曲面，td compensator讓工程師做出更好的用于加工的模具型面。圖4-1為gsm在回彈補(bǔ)償解決過程中的作用。 圖4-2 gsm在回彈補(bǔ)償解決過程中的作用 下面將td compensator如何應(yīng)用gsm功能，結(jié)合fea分析的補(bǔ)償數(shù)據(jù)來重建模具型面的過程做一個(gè)說明。第一步：輸入幾何體可直接讀取的數(shù)據(jù)格式有: catia (v4/v5) parasolid (ug, solidworks ) pro-e iges step 圖4-3 輸入幾何對(duì)象第二步：讀取mesh數(shù)據(jù)，檢測(cè)數(shù)據(jù)是否正確l  分別從原始mesh和compensated mesh文件中讀取節(jié)點(diǎn)信息。l  要求：兩種mesh的節(jié)點(diǎn)數(shù)量必須一致，而且一一對(duì)應(yīng)。 圖4-4 比較節(jié)點(diǎn)信息 第三步：