1.本发明属于计算机图形处理
技术领域：
：，具体涉及基于三维设计软件的车轮工程设计数据自动生成技术。
背景技术：
：：2.车轮产品用于固定并支撑轮胎，与轮胎一起共同承受整车静态载荷及行驶过程中的各种动态载荷，是影响整车性能的重要安全部件。3.车轮产品从原材料上区分，当前主要包括钢轮和铝轮两种形式，铝轮目前普遍采用a356铝合金材料，通过低压铸造或铸旋、锻造工艺成型，再经过热处理、机加、涂装表面处理工序而成，不同的成型机表处工艺对于产品结构设计及尺寸有着差异化的要求。4.车轮产品的开发设计需要产品工程师具备较为丰富的铝合金材料铸造、机加、涂装工艺知识，如图1所示，同时需熟练掌握大量的与车轮产品相关的国家/行业/企业标准以及机械制图标准，并且能熟练运用catia、proe、autocad计算机辅助设计软件（简称cad软件），完成相关三维数据设计优化、装配及分析，并完成二维数据的设计制作，对产品工程师的专业能力要求较高。5.车轮产品工程设计数据是指基于不同项目的具体使用要求，根据材料及工艺，按照相应装配参数及结构设计参数优化组合而成的车轮设计数据。6.各汽车整车厂及车轮产品供应商目前主要基于如下两种方法设计车轮工程数据。7.第一种，完整的设计方法：首先，根据车辆所使用的轮胎规格，按照gb/t2978《轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》及相关性能指标需求确定轮辋规格；其次，按照gb/t3487《汽车轮辋规格系列》及项目具体载荷条件在二维或三维软件中绘制轮辋断面并确定轮辋料厚；再次，按照项目装车参数确定pcd、et以及中心孔、配盖孔断面；最终形成一个完整的车轮设计断面，车轮造型及结构设计均基于此设计断面开展。此设计方法设计过程较为繁琐、耗时耗力，尤其是轮辋断面绘制环节，不仅需要具备熟练的软件操作能力、画法几何知识，更需要对相关轮辋标准的理解与灵活应用。8.第二种，简便的设计方法：首先根据车辆所使用的轮胎规格，按照gb/t2978《轿车轮胎规格、尺寸、气压与负荷》及相关性能指标需求确定轮辋规格；其次，根据轮辋规格及载荷参数，从自身现有产品库中选择相同或相近规格产品，在二维或三维软件中，在现有轮辋断面的基础上进行适应性调整，或直接通过竞争产品扫描逆向微调，得到轮辋断面；再次，按照项目装车参数确定pcd、et、中心孔、配盖孔断面，条件符合时，也可以直接利用现有产品的断面微调；最后，按照具体造型数据整合形成最终的设计数据。此方法由于有现成的产品断面数据可用，可降低查询标准、绘制图形的工作量，相比上一种方法，使用难度更低、效率更高，为目前各汽车整车厂及车轮产品供应商所普遍使用的车轮工程设计数据制作方法。但此方法的弊端也比较明显，即如果无法确定被参考的产品的设计数据是否规范合理、是否存在设计不符的问题，需要花费较多的时间去对照标准重新进行逐一校核、更正，但往往受限于快速开发节奏的限制，且因整车厂及供应商设计人员的专业素养差异，往往无法从头至尾地对借用数据进行严格且全面的检查，导致设计容易出现与规范不符甚至持续不断地延续到后续新产品设计中，造成较大的风险和隐患。技术实现要素：9.本发明的目的是提供一种基于三维设计软件的车轮工程设计数据自动生成方法及系统，解决的技术问题：上述第一种方法十分繁琐、效率低，上述第二种设计方法存在有弊端，即如果无法确定被参考的产品的设计数据是否规范合理、是否存在设计不符的问题，需要花费较多的时间对照标准重新进行逐一校核、更正，但往往受限于快速开发节奏的限制，且因整车厂及供应商设计人员的专业素养差异，往往无法从头至尾地对借用数据进行严格且全面的检查，导致设计容易出现与规范不符甚至持续不断地延续到后续新产品设计中，造成较大的风险和隐患。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种基于三维设计软件的车轮工程设计数据自动生成方法，在执行车轮工程设计数据的生成任务之前，基于三维设计软件预先制作车轮基础特征数据模型；预先在数字表格软件中定义关键特征变量参数；预先建立关键特征变量参数表与车轮基础特征数据模型的链接关系；所述方法包括的步骤为：s01，数字表格软件获取项目设计参数；s02，数字表格软件将项目设计参数的值赋值给对应的预先定义的关键特征变量参数；s03，车轮基础特征数据模型基于新赋值的关键特征变量参数进行更新，进而生成项目所需的车轮工程设计数据。10.优选地，在制作车轮基础特征数据模型的过程中，为除去造型特征以外的主要特征进行全参数化建模，且各个参数之间相互依赖。11.优选地，在数字表格软件中定义的关键特征变量参数包括轮辋、轮辋料厚、螺栓孔数量及分度圆直径、车轮偏距、中心孔直径、轮盘厚度、轮胎规格及轮胎宽度。12.优选地，三维设计软件获取制动器及轮胎参数，基于制动间隙及轮胎落差要求生成车轮轮幅背面线及车轮轮辐正面线。13.优选地，三维设计软件获取车轮造型面参数，并组装缝合生成实体化车轮工程设计数据。14.优选地，三维设计软件结合强度、刚度指标，且兼顾成型工艺生成轮辐背面掏料结构。15.优选地，循环遍历车轮基础特征数据模型，针对特征再生失败、错误进行模型定义修正。16.优选地，在所述s03中，基于can分析已生成的车轮工程设计数据，迭代已生成的车轮工程设计数据。17.本发明还提供一种基于三维设计软件的车轮工程设计数据自动生成系统，所述系统在执行车轮工程设计数据的生成任务之前，基于三维设计软件预先制作车轮基础特征数据模型；预先在数字表格软件中定义关键特征变量参数；预先建立关键特征变量参数表与车轮基础特征数据模型的链接关系；所述系统包括：获取模块，用于数字表格软件获取项目设计参数；赋值模块，用于数字表格软件将项目设计参数的值赋值给对应的预先定义的关键特征变量参数；更新模块，用于车轮基础特征数据模型基于新赋值的关键特征变量参数进行更新，进而生成项目所需的车轮工程设计数据。18.优选地，在制作车轮基础特征数据模型的过程中，为除去造型特征以外的主要特征进行全参数化建模，且各个参数之间相互依赖，其中，通过三维设计软件的创成式曲面设计模块及零部件设计模块制作车轮基础特征数据模型。19.优选地，在数字表格软件中定义的关键特征变量参数包括轮辋、轮辋料厚、螺栓孔数量及分度圆直径、车轮偏距、中心孔直径、轮盘厚度、轮胎规格及轮胎宽度。20.优选地，三维设计软件获取制动器及轮胎参数，基于制动间隙及轮胎落差要求生成车轮轮幅背面线及车轮轮辐正面线。21.优选地，三维设计软件获取车轮造型面参数，并组装缝合生成实体化车轮工程设计数据。22.优选地，三维设计软件结合强度、刚度指标，且兼顾成型工艺生成轮辐背面掏料结构。23.优选地，循环遍历车轮基础特征数据模型，针对特征再生失败、错误进行模型定义修正。24.优选地，在所述更新模块中，基于can分析已生成的车轮工程设计数据，迭代已生成的车轮工程设计数据。25.通过采用上述技术方案，本发明可达到的有益技术效果为：本发明首先进行车轮基础特征数据模型的制作，由数字表格软件读取新赋值的关键特征变量参数，车轮基础特征数据模型基于新赋值的关键特征变量参数进行更新，进而生成项目所需的车轮工程设计数据。本发明实现对车轮工程设计数据的参数化，以及数据驱动下的三维数据自动生成，所有特征均为参数化可编辑格式，利于后期根据cae分析反馈进行调整、优化，快速完成数据的更新生成，提升效率及准确性，还可以满足不同项目及不同参数的车轮工程设计数据实时生成，大大降低了车轮产品工程开发人员的技术门槛，降低设计工作量及失误率，显著提升工作效率，实用性强。附图说明26.图1为车轮工程设计涉及到的主要标准；图2为车轮结构示意图；图3为ca-wedt车轮工程设计数据自动生成系统制作流程示意图。具体实施方式27.下面结合附图对本发明作进一步说明。28.本发明设计计算机图形处理
技术领域：
：，利用计算机技术实现通过建立参数化模型，基于关键特征变量参数驱动车轮工程设计数据自动生成的图形处理方法。29.本发明基于catia的创成式曲面设计模块及零部件设计模块实现车轮基础三维数据的参数化制作，由excel文档读取关键变量参数，驱动catia文档的车轮工程设计数据自动生成，该参数化数据加自动驱动的解决方法，可大幅提高工作效率及准确率。30.如图3所示，本发明提供一种基于三维设计软件的车轮工程设计数据自动生成方法，在执行车轮工程设计数据的生成任务之前，基于三维设计软件预先制作车轮基础特征数据模型；预先在数字表格软件中定义关键特征变量参数；预先建立关键特征变量参数表与车轮基础特征数据模型的链接关系。如图2所示，主要包括两部分内容：车轮基础特征数据模型制作；关键特征变量参数的定义、链接与调试应用。通过catia的公式（formula）及设计表（designtable），建立excel关键特征变量参数与参数化的catia车轮基础数据的链接关系，实现关键特征变量参数数据的驱动与车轮工程设计数据的自动生成。基于参数化三维设计软件的现有功能完成所有参数的定义，由于不需要使用excel或其它数字表格软件编辑、管理，可以确保所有操作都集中在同一个参数化三维软件中，提高此套自动生成方法的集成度，避免链接丢失或出错。基于参数化三维设计软件，借助接口函数application接口调用catia三维设计软件的vb编程语言开发插件窗口，实现更加直观的关键参数图示化输入及读取，以便于设计人员快速将特征参数对号入座。31.该方法包括的步骤为：s01，数字表格软件获取项目设计参数；s02，数字表格软件将项目设计参数的值赋值给对应的预先定义的关键特征变量参数；s03，车轮基础特征数据模型基于新赋值的关键特征变量参数进行更新，进而生成项目所需的车轮工程设计数据。32.具体地，在制作车轮基础特征数据模型的过程中，为除去造型特征以外的主要特征进行全参数化建模，且各个参数之间相互依赖。车轮基础特征数据模型制作：为除去造型特征以外的主要特征进行全参数化建模，确保模型中所有特征数据均为参数化且相互制约关系合理，以利于读取新参数后数据能够自动更新。33.具体地，在数字表格软件中定义的关键特征变量参数包括轮辋、轮辋料厚、螺栓孔数量及分度圆直径、车轮偏距、中心孔直径、轮盘厚度、轮胎规格及轮胎宽度。关键特征变量参数的定义与链接：依据国标、行业规范、企业规范在excel表中设定关键特征变量参数，如轮辋规格、轮辋料厚、螺栓孔数量及分度圆直径（简称pcd）、车轮偏距（简称et）、中心孔直径（简称cb）、轮盘厚度，以及轮胎规格、轮胎宽度。34.具体地，三维设计软件获取制动器及轮胎参数，基于制动间隙及轮胎落差要求生成车轮轮幅背面线及车轮轮辐正面线。基于参数化三维设计软件，自动导入并装配制动器及轮胎，自动根据制动间隙要求与轮胎落差要求生成车轮轮辐背面线以及车轮轮辐正面线，作为限制边界为车轮造型设计提供参考依据。35.具体地，三维设计软件获取车轮造型面参数，并组装缝合生成实体化车轮工程设计数据。基于参数化三维设计软件，自动导入车轮造型面（简称cas），并自动组装缝合生成实体化车轮工程设计数据。36.具体地，三维设计软件结合强度、刚度指标，且兼顾成型工艺生成轮辐背面掏料结构。基于参数化三维设计软件，结合强度、刚度指标，并兼顾成型工艺（如铸造、铸旋、锻造），自动生成轮辐背面掏料结构。37.具体地，循环遍历车轮基础特征数据模型，针对特征再生失败、错误进行模型定义修正。出于设计稳健性考虑，还需要反复读取各种常见数据组合，测试车轮工程设计数据的灵活可变性，针对特征再生失败及错误进行模型定义修正，提高模型的适用范围与稳健性。38.具体地，在s03中，基于can分析已生成的车轮工程设计数据，迭代已生成的车轮工程设计数据。基于cae分析结果，自动优化车轮工程设计数据，如轮辐背面线、轮辐背面掏料、轮盘厚度、轮盘掏料特征，提供重量、性能最优的解决方案。39.本发明还提供一种基于三维设计软件的车轮工程设计数据自动生成系统，车轮基础三维数据通过参数化建模得到，并通过数字表格软件定义关键特征变量参数并与数字表格软件链接，通过读取项目设计参数，实现车轮工程设计数据自动快速生成，提供造型设计的基础数据，实现产品快速精准造型及快速工程开发。40.该系统在执行车轮工程设计数据的生成任务之前，基于三维设计软件预先制作车轮基础特征数据模型；预先在数字表格软件中定义关键特征变量参数；预先建立关键特征变量参数表与车轮基础特征数据模型的链接关系。通过catia的公式（formula）及设计表（designtable），建立excel关键特征变量参数与参数化的catia车轮基础数据的链接关系，实现关键特征变量参数的驱动与车轮工程设计数据的自动生成。41.所述系统包括：获取模块，用于数字表格软件获取项目设计参数；赋值模块，用于数字表格软件将项目设计参数的值赋值给对应的预先定义的关键特征变量参数；更新模块，用于车轮基础特征数据模型基于新赋值的关键特征变量参数进行更新，进而生成项目所需的车轮工程设计数据。42.具体地，在制作车轮基础特征数据模型的过程中，为除去造型特征以外的主要特征进行全参数化建模，且各个参数之间相互依赖，其中，通过三维设计软件的创成式曲面设计模块及零部件设计模块制作车轮基础特征数据模型。车轮基础特征数据模型制作：为除去造型特征以外的主要特征进行全参数化建模，确保模型中所有特征数据均为参数化且相互制约关系合理，以利于读取到新参数后数据能够自动执行更新。43.具体地，在数字表格软件中定义的关键特征变量参数包括轮辋、轮辋料厚、螺栓孔数量及分度圆直径、车轮偏距、中心孔直径、轮盘厚度、轮胎规格及轮胎宽度。关键特征变量参数的定义：依据国标、行业规范、企业规范在excel表中设定关键特征变量参数，如轮辋规格、轮辋料厚、螺栓孔数量及分度圆直径（简称pcd）、车轮偏距（简称et）、中心孔直径（简称cb）、轮盘厚度、轮胎规格及轮胎宽度。44.具体地，三维设计软件获取制动器及轮胎参数，基于制动间隙及轮胎落差要求生成车轮轮幅背面线及车轮轮辐正面线。参数化三维设计软件，自动导入并装配制动器及轮胎，自动根据制动间隙要求与轮胎落差要求生成车轮轮辐背面线以及车轮轮辐正面线，作为限制边界为车轮造型设计提供参考依据。45.具体地，三维设计软件获取车轮造型面参数，并组装缝合生成实体化车轮工程设计数据。基于参数化三维设计软件，自动导入车轮造型面（简称cas），并自动组装缝合生成实体化车轮工程设计数据。46.具体地，三维设计软件结合强度、刚度指标，且兼顾成型工艺生成轮辐背面掏料结构。基于参数化三维设计软件，结合强度、刚度指标，并兼顾成型工艺（如铸造、铸旋、锻造），自动生成轮辐背面掏料结构。47.具体地，循环遍历车轮基础特征数据模型，针对特征再生失败、错误进行模型定义修正。出于设计稳健性考虑，还需要反复读取各种常见数据组合，以测试车轮工程设计数据的灵活可变性，针对特征再生失败及错误进行模型定义修正，提高模型的适用范围与稳健性。48.具体地，在更新模块中，基于can分析已生成的车轮工程设计数据，迭代已生成的车轮工程设计数据。基于cae分析结果，自动优化车轮工程设计数据，如轮辐背面线、轮辐背面掏料、轮盘厚度、轮盘掏料特征，提供重量、性能最优的解决方案。49.基于参数化三维设计软件的现有功能完成所有参数的定义，由于此系统不需要使用excel或其它数字表格软件编辑、管理，可以确保所有操作都集中在同一个参数化三维设计软件中，提高此套生成系统的集成度，避免链接丢失或出错。50.基于参数化三维设计软件，借助接口函数application接口调用catia三维设计软件的vb编程语言开发插件窗口，实现更加直观的关键参数图示化输入及读取，以便于设计人员快速将特征参数对号入座。51.本发明主要基于关键特征参数驱动参数化车轮工程设计数据，同时，可结合具体项目设计参数条件进行局部的手动适应性调整，最大程度实现车轮工程设计数据的实用性与灵活性，通过本发明制作车轮工程设计数据，可实现轮辋标准黑/灰盒子化，便于产品工程设计人员聚焦精力于项目特殊性的参数设定与造型设计分析与优化，实现通过更低的人力精力投入，实现更高效率、更高质量的车轮工程设计。当前第1页12当前第1页12