用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法及系統的制作方法
【專利摘要】本發明提出一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，包括以下步驟：提供工件的三維模型；根據工件的三維模型提取工件的數據信息，其中，數據信息包括夾頭定位點信息、夾頭定位方向信息和夾頭類型信息；根據數據信息確定工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置；根據工件所使用的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置生成夾具的三維模型。根據本發明實施例的方法可簡單快速地生成精度高的夾具的三維模型（夾具的三維仕樣書）。進而在進行夾具設計時，節省工作時間，方便設計，提高工作效率。本發明還提出了一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統。
【專利說明】用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法及系統【技術領域】
[0001]本發明涉及汽車【技術領域】，特別涉及一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法及系統。
【背景技術】
[0002]目前，數字化仿真技術在國內外汽車企業應用已非常廣泛，使用仿真技術大大縮短了從新產品設計、制造到投放市場的時間。同時，在虛擬環境中提前裝配仿真、驗證產能，減少了工程更改量，提高了產品質量。為了能夠使工藝規劃、裝配分析和生產能力測試有一個科學轉化和驗證的渠道，避免因工藝設計不合理造成的問題流入到生產過程中，通過DELMIA數字化仿真軟件，在工藝規劃初始階段，在虛擬環境中驗證工藝規劃合理性、裝配可達性等，令工藝設計問題在生產前就得以解決，縮短生產準備周期，實現虛擬仿真與現實生產的無縫連接。
[0003]在汽車焊裝工藝，通常應用一些夾具，首先需要設計夾具，目前，是根據夾具仕樣書進行設計，然后目前夾具仕樣書的生成是大量使用三維軟件進行二維到三維轉換。在設計夾具時，得到的信息只有一些夾具定位點信息，根據這些夾具定位點信息來確定夾具單元的斷面位置判斷設計空間，截出斷面線后，根據夾具仕樣書要求對夾具進行設計。但是夾具是三維的，針對不同的夾持部位，夾具夾頭的形狀、位置、夾緊方向都不同，因此還需要確定夾緊方向、夾頭形狀等信息才能確定它。目前的做法是在二維AUTOCAD中設計夾具形狀，標出夾緊方向，但是二維圖顯示非常不直觀，夾在得到二維圖之后，需先看懂二維圖中的信息，然后還要再構思這些夾具的形狀和夾緊方向，最后在CATIA或DELMIA中畫出來，導致使夾具設計時間長，工作效率低。
[0004]由上可知，目前的夾具設計存在以下缺點:
[0005]1、設計夾具時，針對不同的夾持部位，夾頭的夾具的形狀、位置、夾緊方向都不同，且只能憑借工作經驗和想象，過程中需要的時間長，工作效率低。
[0006]2、由于定位加緊的設定要考慮上件、方便性，夾具設計時需反復修改完善，夾具設計過程中變更工作量大。
[0007]3、使用二維夾具仕樣書設計夾具，方案的構思、定位加緊點的分配很難得到最優化的結果，導致車身精度變化率高，車身精度穩定性差。
[0008]4、夾具設計合理性差，調試周期長。
【發明內容】
[0009]本發明旨在至少解決上述技術問題之一。
[0010]為此，本發明的一個目的在于提出一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法。該方法可簡單快速地生成精度高的夾具的三維模型(夾具的三維仕樣書)。進而在進行夾具設計時，節省工作時間，方便設計，提高工作效率。
[0011]本發明的另一目的在于提出一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統。[0012]為了實現上述目的，本發明第一方面的實施例提供了一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，包括以下步驟:提供工件的三維模型；根據所述工件的三維模型提取所述工件的數據信息，其中，所述數據信息包括夾頭定位點信息、夾頭定位方向信息和夾頭類型信息；根據所述數據信息確定所述工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置；以及根據所述工件所使用的所述夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置生成所述夾具的三維模型。
[0013]根據本發明實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，可根據工件的三維模型信息自動確定工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置，進而簡單快速地生成夾具的三維模型(夾具的三維仕樣書)。該方法可有效提高工作效率，降低工作失誤率，快速生成準確的夾具的三維仕樣書，從而在進行夾具設計時，節省工作時間，方便設計，提高工作效率。
[0014]另外，根據本發明上述實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法還可以具有如下附加的技術特征:
[0015]在一些示例中，在生成所述夾具的三維模型之后，還包括:根據預設需求對所述夾具的三維模型進行調整以更改所述夾頭的定位位置和/或夾頭的定位方向。
[0016]在一些示例中，在生成所述夾具的三維模型之后，還包括:根據所述夾具的三維模型設計夾具。
[0017]在一些示例中，在生成所述夾具的三維模型之后，還包括:導出所述夾具的定位截面圖以對所述夾具的定位方式進行描述。
[0018]在一些示例中，所述夾頭類型包括定位銷和定位塊，所述夾頭定位方向指所述夾頭在三維空間中的夾緊方向。
[0019]本發明第二方面的實施例提供了一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統，包括:數據提取模塊，用于根據工件的三維模型提取所述工件的數據信息，其中，所述數據信息包括夾頭定位點信息、夾頭定位方向信息和夾頭類型信息；判斷模塊，用于根據所述數據信息確定所述工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置；以及三維模型生成模塊，用于根據所述工件所使用的所述夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置生成所述夾具的三維模型。
[0020]根據本發明實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統，可根據工件的三維模型信息自動確定工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置，進而簡單快速地生成夾具的三維模型(夾具的三維仕樣書)。該系統可有效提高工作效率，降低工作失誤率，快速生成準確的夾具的三維仕樣書，從而在進行夾具設計時，節省工作時間，方便設計，提高工作效率。
[0021]另外，根據本發明上述實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統還可以具有如下附加的技術特征:
[0022]在一些示例中，還包括:調整模塊，用于在生成所述夾具的三維模型之后根據預設需求對所述夾具的三維模型進行調整以更改所述夾頭的定位位置和/或夾頭的定位方向。
[0023]在一些示例中，還包括:導出模塊，用于在生成所述夾具的三維模型之后導出所述夾具的定位截面圖以便對所述夾具的定位方式進行描述。
[0024]在一些示例中，所述夾頭類型包括定位銷和定位塊，所述夾頭定位方向指所述夾頭在三維空間中的夾緊方向。
[0025]本發明的附加方面和優點將在下面的描述中部分給出，部分將從下面的描述中變得明顯，或通過本發明的實踐了解到。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0026]本發明的上述和/或附加的方面和優點從結合下面附圖對實施例的描述中將變得明顯和容易理解，其中:
[0027]圖1是根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法的流程圖；
[0028]圖2是根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法的詳細流程圖；
[0029]圖3是根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法中工件的數據信息的示意圖；
[0030]圖4a_圖4g分別是根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法的夾頭類型為定位銷的定位銷的等軸測試圖、仰視圖、右視圖、正視圖、左視圖、背視圖和俯視圖；
[0031]圖4h_圖4ο分別是根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法的夾頭類型為定位塊的定位塊的等軸測試圖、等軸測試圖、仰視圖、右視圖、正視圖、左視圖、背視圖和俯視圖；
[0032]圖5是根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統的結構圖。
【具體實施方式】
[0033]下面詳細描述本發明的實施例，所述實施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標號表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實施例是示例性的，僅用于解釋本發明，而不能理解為對本發明的限制。
[0034]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“中心”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“頂”、“底”、“內”、“外”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。此外，術語“第一”、“第二”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。
[0035]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“相連”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0036]以下結合附圖描述根據本發明實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法及系統。[0037]圖1是根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法的流程圖、如圖1所示，根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，包括如下步驟:
[0038]步驟SlOl:提供工件的三維模型。即工件(產品)的三維數學模型。可通過目前的多種三維模型生成軟件生成上述的工件的三維模型。
[0039]步驟S102:根據工件的三維模型提取工件的數據信息(即三維數學模型信息)，其中，數據信息包括夾頭定位點信息、夾頭定位方向信息和夾頭類型信息。
[0040]如圖3所示，示出了根據某一工件的三維模型提取到的數據信息，其中，包括產品數模名稱(又稱文件名)，如=RPS點。在RPS點的下一級目錄下存在更為細化的名稱，如:RPS3Fx、RPS4Fx等。再如:RPS3Fx中的F代表一種夾頭類型信息、x代表一種夾頭定位方向信息。
[0041]步驟S103:根據數據信息確定工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置。
[0042]在本發明的一個實施例中，夾頭定位方向指所述夾頭在三維空間中的夾緊方向。另外，夾頭類型包括定位銷和定位塊，如圖4a至圖4o所示，其中，圖4a至圖4g示出的為定位銷，其中，圖4a_圖4g分別是定位銷的等軸測試圖、仰視圖、右視圖、正視圖、左視圖、背視圖和俯視圖。圖4h至圖4o示出了定位塊，其中，圖4h-圖4o分別是定位塊的等軸測試圖、等軸測試圖、仰視圖、右視圖、正視圖、左視圖、背視圖和俯視圖。
[0043]結合圖3所示，針對工件(產品)不同的夾持部位，可自動通過產品數模名稱判斷應用于該夾持部位的夾具的夾頭形狀(即夾頭類型)、夾頭的夾緊方向(即夾頭定位方向)以及夾頭在斷面中的定位點(即夾頭定位位置)。
[0044]具體而言，提取工件的數據信息之后，可通過文件名的組成自動確定。例如:名稱中帶有H的代表定位銷，帶有F的代表定位塊。通過名稱最后面的x、y、z判斷夾緊方向，例如:最后面的一位為X，則表示控制X方向定位精度；最后面的一位為Y,則表示控制y方向定位精度；最后面的一位為z,則表示控制z方向定位精度；如名稱最后面的一位為xy，表示控制xy方向定位精度；如數模名稱最后面的一位為xyz,則表示控制xyz三個方向的定位精度，從而可根據xyz選擇不同的定位方式(及夾頭的夾緊方向)。
[0045]步驟S104:根據工件所使用的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置生成夾具的三維模型。
[0046]具體地，根據工件的三維數學模型提取定位點坐標(即夾頭定位點信息)之后，將夾頭的設計點定位到上述的定位點。從而自動將各個夾具的定位銷、定位塊定位到定位點。在夾頭形狀確定、夾緊方向確定后，可生成夾具的三維模型。
[0047]當然，在本發明的進一步實施例中，為了使夾具的夾緊方向、定位位置更加精確，可經過簡單調整后生成夾具的三維模型。例如:根據預設需求對夾具的三維模型進行調整以更改夾頭的定位位置和/或夾頭的定位方向。進一步而言，在生成夾具的三維模型之后，還包括:根據夾具的三維模型設計夾具。
[0048]在本發明的一個實施例中，在生成夾具的三維模型之后，還包括:導出夾具的定位截面圖以對夾具的定位方式進行描述。
[0049]綜上，本發明實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法的生成夾具的三維模型的詳細流程如圖2所示，包括如下步驟:
[0050]步驟S201:判斷夾頭(判斷夾頭類型)，例如:名稱中包括H，判斷為定位銷，名稱中包括F,判斷為定位塊。
[0051]步驟S202:判斷夾緊方向(即夾頭的定位方向)，例如:名稱中含X，表示控制X方向精度，名稱中含y，表示控制I方向精度，名稱中含z，表示控制z方向精度等。
[0052]步驟S203:夾頭設計點與夾具定位點重合。
[0053]步驟S204:夾具三維仕樣書生成，即夾具的三維模型。
[0054]步驟S205:根據需要(預設需求)手動更改定位。并在需要導出夾具的定位截面圖時執行步驟S206，否則執行步驟S207。
[0055]步驟S206:批量導出截面圖進行特殊描述。
[0056]步驟S207:設計夾具。
[0057]根據本發明實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，可根據工件的三維模型自動確定工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置，進而簡單快速地生成夾具的三維模型(夾具的三維仕樣書)。并在夾具的三維模型生成后可對定位塊和定位銷的尺寸和方向等進行微調整，并且可手動增加或減少定位，從而提高夾具的三維仕樣書的準確性。另外，可批量導出定位截面圖，進而更加方便形象直觀地對特殊部位進行重點描述其定位方式。本發明實施例的方法可有效提高工作效率，降低工作失誤率，快速生成準確的夾具的三維仕樣書，從而在進行夾具設計時，節省工作時間，方便設計，提高工作效率。
[0058]本發明的進一步實施例還提供了一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統。如圖5所示，根據本發明一個實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統500，包括:數據提取模塊510、判斷模塊520和三維模型生成模塊530。
[0059]其中，數據提取模塊510用于根據工件的三維模型提取工件的數據信息，其中，數據信息包括夾頭定位點信息、夾頭定位方向信息和夾頭類型信息。判斷模塊520用于根據數據信息確定工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置。三維模型生成模塊530用于根據工件所使用的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置生成夾具的三維模型。
[0060]具體地說，工件的三維模型指工件(產品)的三維數學模型。可通過目前的多種三維模型生成軟件生成上述的工件的三維模型。
[0061]如圖3所示，示出了根據某一工件的三維模型提取到的數據信息，其中，包括產品數模名稱(又稱文件名)，如=RPS點。在RPS點的下一級目錄下存在更為細化的名稱，如:RPS3Fx、RPS4Fx等。再如:RPS3Fx中的F代表一種夾頭類型信息、x代表一種夾頭定位方向信息。
[0062]在本發明的一個實施例中，夾頭定位方向指所述夾頭在三維空間中的夾緊方向。另外，夾頭類型包括定位銷和定位塊，如圖4a至圖4o所示，其中，圖4a至圖4g示出的為定位銷，其中，圖4a_圖4g分別是定位銷的等軸測試圖、仰視圖、右視圖、正視圖、左視圖、背視圖和俯視圖。圖4h至圖4o示出了定位塊，其中，圖4h-圖4o分別是定位塊的等軸測試圖、等軸測試圖、仰視圖、右視圖、正視圖、左視圖、背視圖和俯視圖。
[0063]結合圖3所示，針對工件(產品)不同的夾持部位，可自動通過產品數模名稱判斷應用于該夾持部位的夾具的夾頭形狀(即夾頭類型)、夾頭的夾緊方向(即夾頭定位方向)以及夾頭在斷面中的定位點(即夾頭定位位置)。
[0064]提取工件的數據信息之后，可通過文件名的組成自動確定。例如:名稱中帶有H的代表定位銷，帶有F的代表定位塊。通過名稱最后面的x、y、z判斷夾緊方向，例如:最后面的一位為X，則表示控制X方向定位精度；最后面的一位為y，則表示控制I方向定位精度；最后面的一位為z,則表示控制z方向定位精度；如名稱最后面的一位為xy，表示控制xy方向定位精度；如數模名稱最后面的一位為xyz,則表示控制xyz三個方向的定位精度,從而可根據xyz選擇不同的定位方式(及夾頭的夾緊方向)。
[0065]根據工件的三維數學模型提取定位點坐標(即夾頭定位點信息)之后，將夾頭的設計點定位到上述的定位點。從而自動將各個夾具的定位銷、定位塊定位到定位點。在夾頭形狀確定、夾緊方向確定后，可生成夾具的三維模型。
[0066]當然，在本發明的進一步實施例中，為了使夾具的夾緊方向、定位位置更加精確，可經過簡單調整后生成夾具的三維模型。例如:結合圖5所示，該系統500還包括:調整模塊540，調整模塊540用于在生成夾具的三維模型之后根據預設需求對夾具的三維模型進行調整以更改夾頭的定位位置和/或夾頭的定位方向。進一步而言，在生成夾具的三維模型之后，該系統500還可根據夾具的三維模型設計夾具。
[0067]再次結合圖5，在本發明的一個實施例中，該系統500還可包括:導出模塊550，導出模塊550用于在生成夾具的三維模型之后導出夾具的定位截面圖以便對夾具的定位方式進行描述。
[0068]由上可知，本發明實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統的生成夾具的三維模型的詳細步驟如圖2所示，包括:
[0069]步驟S201:判斷夾頭(判斷夾頭類型)，例如:名稱中包括H，判斷為定位銷，名稱中包括F,判斷為定位塊。
[0070]步驟S202:判斷夾緊方向(即夾頭的定位方向)，例如:名稱中含X，表示控制X方向精度，名稱中含y，表示控制I方向精度，名稱中含z，表示控制z方向精度等。
[0071]步驟S203:夾頭設計點與夾具定位點重合。
[0072]步驟S204:夾具三維仕樣書生成，即夾具的三維模型。
[0073]步驟S205:根據需要(預設需求)手動更改定位。并在需要導出夾具的定位截面圖時執行步驟S206，否則執行步驟S207。
[0074]步驟S206:批量導出截面圖進行特殊描述。
[0075]步驟S207:設計夾具。
[0076]根據本發明實施例的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統，可根據工件的三維模型自動確定工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置，進而簡單快速地生成夾具的三維模型(夾具的三維仕樣書)。并在夾具的三維模型生成后可對定位塊和定位銷的尺寸和方向等進行微調整，并且可手動增加或減少定位，從而提高夾具的三維仕樣書的準確性。另外，可批量導出定位截面圖，進而更加方便形象直觀地對特殊部位進行重點描述其定位方式。本發明實施例的系統可有效提高工作效率，降低工作失誤率，快速生成準確的夾具的三維仕樣書，從而在進行夾具設計時，節省工作時間，方便設計，提高工作效率。[0077]在本說明書的描述中，參考術語“一個實施例”、“一些實施例”、“示例”、“具體示例”、或“一些示例”等的描述意指結合該實施例或示例描述的具體特征、結構、材料或者特點包含于本發明的至少一個實施例或示例中。在本說明書中，對上述術語的示意性表述不一定指的是相同的實施例或示例。而且，描述的具體特征、結構、材料或者特點可以在任何的一個或多個實施例或示例中以合適的方式結合。
[0078]盡管已經示出和描述了本發明的實施例，本領域的普通技術人員可以理解:在不脫離本發明的原理和宗旨的情況下可以對這些實施例進行多種變化、修改、替換和變型，本發明的范圍由權利要求及其等同限定。
【權利要求】
1.一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，其特征在于，包括以下步驟: 提供工件的三維模型； 根據所述工件的三維數模提取所述工件的數據信息，其中，所述數據信息包括夾頭定位點信息、夾頭定位方向信息和夾頭類型信息； 根據所述數據信息確定所述工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置； 根據所述工件所使用的所述夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置生成所述夾具的三維模型。
2.根據權利要求1所述的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，其特征在于，在生成所述夾具的三維模型之后，還包括: 根據預設需求對所述夾具的三維模型進行調整以更改所述夾頭的定位位置和/或夾頭的定位方向。
3.根據權利要求1或2所述的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，其特征在于，在生成所述夾具的三維模型之后，還包括:根據所述夾具的三維模型設計夾具。
4.根據權利要求1或2所述的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，其特征在于，在生成所述夾具的三維模型之后，還包括: 導出所述夾具的定位截面圖以對所述夾具的定位方式進行描述。
5.根據權利要求1所述的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，其特征在于，所述夾頭類型包括定位銷和定位塊，所述夾頭定位方向指所述夾頭在三維空間中的夾緊方向。
6.一種用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統，其特征在于，包括: 數據提取模塊，用于根據工件的三維模型提取所述工件的數據信息，其中，所述數據信息包括夾頭定位點信息、夾頭定位方向信息和夾頭類型信息； 判斷模塊，用于根據所述數據信息確定所述工件所使用夾具的夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置； 三維模型生成模塊，用于根據所述工件所使用的所述夾頭類型、夾頭定位方向以及夾頭定位位置生成所述夾具的三維模型。
7.根據權利要求6所述的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統，其特征在于，還包括:調整模塊，用于在生成所述夾具的三維模型之后根據預設需求對所述夾具的三維模型進行調整以更改所述夾頭的定位位置和/或夾頭的定位方向。
8.根據權利要求6或7所述的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成系統，其特征在于，還包括:導出模塊，用于在生成所述夾具的三維模型之后導出所述夾具的定位截面圖以便對所述夾具的定位方式進行描述。
9.根據權利要求6所述的用于汽車焊裝工藝夾具的三維模型生成方法，其特征在于，所述夾頭類型包括定位銷和定位塊，所述夾頭定位方向指所述夾頭在三維空間中的夾緊方向。
【文檔編號】G06F17/50GK103455690SQ201310435658
【公開日】2013年12月18日 申請日期:2013年9月22日 優先權日:2013年9月22日
【發明者】趙艷, 李寅, 焦勝杰, 金巖, 汪明星 申請人:長城汽車股份有限公司