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1、thinkdesign板料回弹解决方法2010-11-02 11:11:28|分类： 汽车板料回弹解决 |标签： |字号大中小订阅 随着高强度板和铝合金的应用，回弹现象是板料成形过程中常见的缺陷，严重影响了公司模具设计的正确性和准确性，回弹效应使按照零件的理论要求形状设计制造出的模具生产出的零件不符合零件设计的要求 。目前在模具设计时有如下一些问题：l 采用手工修改钣金回弹量，修改过程是一个费时、费力、费钱的回弹补偿方法，并且修改后的模型曲面质量不好。l 高强度板，回弹变形大，目前缺乏有效的手段进行控制。l 修改模具型面的次数较多，增加了模具的试模次数，模具的设计与制造周期长。l 对于外来的模
2、型，常常需要修补破面。目前使用的软件修补效率较低，曲面质量得不到有效保证l 工程师通过优化FEA步骤，获得尽可能准确的结果。但是FEA工作和设计工作是独立的，需要工程师花费大量的时间和精力把结果反馈到模具设计的修改设计中去。l 工程师通过白光机测量实际冲压结果，获取产品实际冲压点云数据，但是如何利用测量数据修改回弹？。ThinkDesign解决方案介绍根据上述分析，Thinkdesign提出了相应的钣金回弹补偿功能。Thinkdesig包含了结构设计的实体造型，装配，钣金，二维出图等模块，还包括了曲面设计，GSM功能，混合建模，ISM交互建模、TDcompensator，DieDesign等功
3、能，下面是列举的是其板料回弹解决功能。l 使用DIE-DESIGN 修改回弹l 基于CAE的分析结果，使用Compensator FE自动补偿回弹l 基于扫描点云结果，使用Compensator MD自动补偿回弹 ThinkDesign的AMD和CMD功能基于扫描点云的模型修改技术介绍2010-11-02 10:01:27|分类： thinkdesign技术 |标签： |字号大中小订阅 一、引言ThinkDesign1979年诞生于意大利的Think3公司，是一款可以自由发挥你的创造力和想象力的超现代造型设计软件。它拥有全球领先的混合建模核心技术和独有的全局形状建模技术（Global Shap
4、e Modeling，简称GSM）。GSM是一个快速创建和修改的工具，用户在设计的任何阶段都可以迅速准确的进行设计修改，而不必重新建模。基于GSM功能，ThinkDesign推出了一种基于扫描点云的模型修改技术-AMD&CMD技术，笔者经过一段时间的学习和应用，在此将其功能做个简单介绍。二、基于测量点云的曲面自适应修改（AMD: Adaption On Measured Data）计算机辅助设计在新产品设计中得到了广泛的应用，设计师借助3D辅助设计软件来设计、渲染一个虚拟的3D数字模型。但是，往往在数字环境下看起来很好的产品放到实际环境中时，就不是那么回事了，为了保证数字模型和物理模型尺寸的一
5、致，新产品的典型设计流程包括下面几个阶段：图1 新产品典型设计流程从图1可以看出，物理样机仍然是产品研发过程中非常重要的一个环节，数字和物理环境之间需要彼此交互，即数字模型常常需要根据物理样机的修改而修改。以往我们常常采用逆向的方式来重新构建3D模型，其逆向过程使修改变得困难和修改周期长。3D数字模型如何快速根据物理样机的改变而改变，这就是AMD的功能，它解决了根据相似物理模型建立数字模型的问题。物理模型通过机械加工或手工修改后，测量其外形，原来的3D模型就可以基于测量的点云来变形，且保持数字模型的质量。图2 需要修改的曲面和物理模型的扫描点云网格通过图2所示，我们可以看出轮眉的物理模型已经做
6、了修改，那么相应的数字模型得重新构建。这里我们可以采用AMD的功能自动去识别曲面与网格之间的变形量，然后采用GSM Replicate功能将此变形量应用到需要修改的曲面上去，图3是GSM Replicate的修改界面，从中我们可以看出GSM Replicate在修改过程中可以设置变形量的比率值，并可以动态查看曲面的变化过程与检查曲面的变化质量。图3 采用GSM Replicate功能修改曲面三、基于测量点云的回弹补偿修改（CMD:Compensation On Measure Data)回弹是板料冲压成形过程中一种常见、但又很难解决的现象。通常，企业前期采用CAE分析来预防回弹，后期根据试模数
7、据来修改回弹。这两种方法都存在一个耗时费力的问题，那就是如何快速的根据CAE的数据或试模的数据来快速修改模具型面。图4 冲压产品典型设计制造流程Compensator是基于GSM技术开发的用于进行板料回弹补偿的CAD工具，它提供了上述两种问题的解决方法。 在实际应用中，由于新材料特性不确定等因素导致CAE的分析常常与实际冲压结果不一致，基于这个原因，think3与BMW合作，推出了一种基于测量点云的回弹补偿修改功能CMD.图5 CMD回弹补偿功能图示CMD除了可以基于FEM(Finite Element Method)的数据外，还可以基于测量的数据来做回弹补偿，通过自动计算曲面与点云网格之间的
8、变形量，然后采用GSM Replicate功能将此变形量应用到需要修改的曲面上去。下面通过B_Pillar 的回弹修改过程来简单介绍CMD的应用。第一步：扫描实际冲压件，对齐点云与将要修改的曲面，将扫面点云网格化处理。图6 点云网格化处理第二步：需要修改的曲面网格化处理ThinkDesign可以将需要修改的曲面进行网格化处理，网格化时注意网格尺寸大小和点云网格大小保持一致。图7 曲面网格化处理第三步： 裁剪网格 这里，我们修改的是整体拉延OP10的型面，所以采用同一个边界将点云网格和曲面网格做裁剪，ThinkDesign可以自动获取网格的边界。图8 网格裁剪第四步： 计算分析，得出3D变化数据
9、设定CMD相关参数后计算点云网格与曲面网格之间的变形量,变形量数据以图9所示的小平面来表示。图9生成3D变形参考数据第五步：Global Replicate运算得出回弹补偿后的拉延型面GSM Replicate可以设置变形量的比率值，默认的比率值在01之间，有的时候我们希望补偿多一点，该值也可以超过1。如果修改的不是整体拉延型面,比如压料面不修改，那么在GSM Replicate运算中，修改对象可以不选择压料面，最后再将压料面与其他部分桥接起来。图10 GSM Replicate 运算结果四、结论AMD&CMD技术提供了一种快速基于扫描点云修改3D数据的解决方案，促进了数字和物理模型的融合，它
10、可以广泛应用于工业设计与汽车模具设计行业，其具有如下特点： 大大节省模型修改时间。 修改后的型面保持和原先型面相同的曲面拓补结构和曲面质量。 不需要逆向过程。GSM技术让设计插上自由飞翔的翅膀2010-11-02 09:48:55|分类： thinkdesign技术 |标签： |字号大中小订阅 一、引言Think3是意大利计算机辅助设计与制造市场的领导者，被誉为欧洲PLM市场前三位的提供商之一，在工业设计领域是富有经验的咨询顾问和技术的领导者。 Thinkdesign是think3公司对三维内核技术拥有完全自主知识产权的软件。他拥有全球领先的曲面与实体混合建模核心技术和独有的全局形状建模技术（
11、Global Shape Modeling，简称GSM）。 GSM为工程师提供了一种简单易用、极具创新的高级建模方式！它是目前唯一的快速创建和修改的工具，用户在设计的任何阶段都可以迅速准确的进行设计修改，而不必重新建模。我们可以在局部或者全局的应用该技术，从而摆脱了传统设计中的局限性，给设计带来无限的创新能力。图1-1 GSM工具栏图1-1为GSM的工具栏，其功能强大，由于篇幅有限，下面仅用三个具体的实例来介绍GSM的功能，已起个抛砖引玉的作用。二、快速提供多方案的设计。随着生活水准的不断提高，消费者越来越关注产品的外观，在一个新产品的设计阶段，3D模型工程师往往需要提供多种设计方案供设计师或
12、客户选择。传统的设计方式是每种方案都需要3D模型工程师一个一个去绘制，这样的设计方式周期长，修改不方便。GSM提供了柔性创造性设计修改能力，实现了用户自定义目标驱动的确精控制，自动维持设计与所有其他相关产品零件的集成，让设计师和客户轻松评估多种设计方案。 图2-1手机多方案设计在图2-1中，3D模型工程师只需绘制出一种方案的3D模型或采用已有的3D模型，其他方案的3D模型根据给出的轮廓线，应用GSM功能就可以轻松实现。图2-2为Advanced GSM的操作过程，图2-3为设计好的手机多方案3D模型， 图2-2 Advanced GSM的操作过程图2-3 手机多方案3D模型三、自由修改，创意无
13、限。新产品的设计过程中外形的修改是少不了的，采用传统的修改方式，曲面外观的修改需要从曲面的构架线修改起，这样的过程使修改变得困难和修改周期长。如图3-1中，汽车外观已设计完毕，经设计评估后需要把汽车行李箱盖的外形向上微微调整。图3-1 需要修改的外形THINK3抛弃了传统的修改方法，研发出了世界上独一无二的GSM技术，不但对曲面的修改非常容易，而且保留了原有曲面的拓扑关系，即使是A级曲面也能轻松应对。图3-2为GSM Blend的操作过程，在图中的对话框中我们可以精确的输入控制数据来达到我们想要的外形。图3-2为GSM Blend的操作过程四、攻克钣金回弹难题长期以来，困扰广大模具设计人员的主
14、要问题就是较长的模具开发设计周期，特别是对于复杂的板料成形零件无法准确预测成形的结果，难以预防缺陷的产生，只能通过经验或类似零件的现有工艺资料，通过不断的试模、修模才能成功。如图4-1所示，钣金回弹一直是冲压成型的难题，目前情况下，模具工程师通过使用FEA(有限元分析) 工具来分析回弹。但是FEA工作和设计工作是独立的，需要模具工程师花费大量的时间和精力把分析结果应用到模具设计的修改中去。如图4-1 钣金回弹Think3在FEA和优化模具设计之间搭建了沟通的桥梁 TD Compensator，它通过GSM功能实现了过程的自动化，提高了效率。配合FEA的数据，工程师再也不必花费大量时间来重建回弹
15、补偿曲面，TD Compensator让工程师做出更好的用于加工的模具型面。图4-1为GSM在回弹补偿解决过程中的作用。图4-2 GSM在回弹补偿解决过程中的作用下面将TD Compensator如何应用GSM功能，结合FEA分析的补偿数据来重建模具型面的过程做一个说明。第一步：输入几何体可直接读取的数据格式有: Catia (V4/V5) Parasolid (UG, SolidWorks ) Pro-E IGES STEP图4-3 输入几何对象第二步：读取mesh数据，检测数据是否正确l 分别从原始mesh和compensated mesh文件中读取节点信息。l 要求：两种mesh的节点数量必须一致，而且一一对应。图4-4 比较节点信息第三步： 计算分析，得出3D变化数据l 设定相关参数后计算GSM变化l 变化结果保存到新的参考曲面中图4-5 生成3D变形数据第四步：Global Replicate运算得出回弹补偿后的模具型面图4-6 得出回弹补偿后的模具型面五、结论 GSM这一think3所独创的建模技术，为工程师提供了前所未有的创建和修改能力，从而摆脱了传统设计中模型修改不便的局限性，也可以让工程师快速创建模型的多种样式，从中挑选出最合适的外形，极大的提高了设计的创新水平和效率。
