一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法技術

本發明專利技術提供了一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，步驟如下:掃描前確定待重制模具鑲塊的加工基準；掃描前對待重制的模具鑲塊手工修復；將修復后的待重制模具鑲塊分別在ATOS設備和三坐標測量機上進行掃描形成點云數據作為待重制模具鑲塊新加工數據設計的依據；掃描結束后在ATOS設備中對掃描結果進行計算得到三角面片點云數據；在三坐標測量機中得到修邊或翻邊刃口輪廓、孔徑和孔位點云數據；判定掃描點云質量合格后，將點云數據疊加，得到待重制模具鑲塊的整體掃描數據，作為待重制模具鑲塊新加工數據設計依據；本方法嚴格保證了待重制模具鑲塊與原模具鑲塊的一致性，不必重新調試，縮短周期，節約成本，避免了用戶生產停臺等待。

Method for designing new processing data by scanning and setting mold insert

The present invention provides a scanning system insert die design method, the new data processing steps are as follows: before the scan to determine the processing reference for die insert; before the scanning treat die insert manual repair system; the repaired to re insert die in ATOS equipment and three respectively. Coordinate measuring machine scanning point cloud data to be formed as for die insert new data processing design basis; after the end of the scan ATOS device to scan results calculated triangle point cloud data; by trimming or flanging edges, in three coordinate measuring machine in pore size and site of cloud data determination; scanning point cloud quality, the superposition of point cloud data, to obtain the whole scanning data remake die insert, as to re mold insert new data processing design basis; this method ensured strictly to be heavy The consistency between the insert block of the mold and the insert block of the original mold does not need to be re debugged, the cycle is shortened, the cost is saved, and the production stop of the user is avoided.

【技術實現步驟摘要】
一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法
本專利技術涉及一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，適用于所有需要重制鑲塊的模具。
技術介紹
以往的模具生產中，由于各種原因，將已調試合格的模具鑲塊損壞，或者用戶在使用后模具鑲塊磨損，要求提供易損模具鑲塊的備件，這都要求重新制造所需求的模具鑲塊，即為待重制模具鑲塊。以往的重制方式就是重復第一輪制造的過程，即：重新提料按理論加工數據重新編程加工所需要的模具鑲塊，重新裝配、調試，大量占用設備資源，浪費人工成本，延長了制造周期，甚至用戶生產停產等待。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，其將損壞或磨損的待重制模具鑲塊掃描生成點云數據，利用掃描點云數據作為理論依據，在軟件中進行逆向設計待重制模具鑲塊新加工數據。首先利用德國GOM公司開發的一種非接觸式ATOS光學掃描設備對損壞或磨損的待重制模具鑲塊型面和結構面進行ATOS光學掃描，掃描結束后在ATOS光學掃描設備系統中對掃描結果進行計算得到三角面片點云數據，文件類型：證書信任列表為.stl格式；其次利用三坐標測量機測量輪廓、孔徑和孔位，形成點云數據；利用ATOS光學掃描設備掃描點云數據和三坐標測量機掃描點云數據作為理論依據，在CATIA軟件中進行待重制模具鑲塊的新加工數據設計。本專利技術的具體技術方案如下：1.一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，其特征在于：包括下列步驟:步驟一、掃描前確定待重制模具鑲塊的掃描基準和加工基準；步驟二、掃描前對待重制模具鑲塊手工修復；步驟三、將修復后的待重制模具鑲塊分別在ATOS光學掃描設備上和三坐標測量機上進掃描，形成點云數據，作為待重制模具鑲塊新加工數據設計的依據；步驟四、掃描結束后，在ATOS光學掃描設備系統中對掃描結果進行計算得到待重制模具鑲塊的三角面片點云數據；在三坐標測量機設備系統中得到待重制模具鑲塊修邊或翻邊刃口輪廓、孔徑和孔位點云數據；判定掃描點云質量合格后，將待重制模具鑲塊ATOS掃描和三坐標掃描的點云數據疊加，得到待重制模具鑲塊的整體掃描數據，作為待重制模具鑲塊新加工數據設計依據；待重制模具鑲塊新加工數據設計工作包括：利用待重制模具鑲塊ATOS掃描點云數據和三坐標掃描點云數據作為理論依據，將待重制模具鑲塊點云數據導入待重制模具鑲塊所在的原始加工數據的CATIA軟件環境中，將掃描后的待重制模具鑲塊點云數據與原始加工數據位置對齊、處理點云網格數據；逆向設計待重制模具鑲塊基準面；對待重制模具鑲塊鉗工手工修復區域進行改造補償、對待重制模具鑲塊點云型面延伸放大；對待重制模具鑲塊輪廓數據、孔位、孔徑數據提取優化；形成待重制模具鑲塊的新實體加工數據。進一步的技術方案包括：步驟一的具體過程如下：(1)待重制模具鑲塊的加工基準采用待重制模具鑲塊在底板或安裝板的安裝結構面，待重制模具鑲塊的安裝結構面是指待重制模具鑲塊在底板或安裝板的三個相互垂直方向的定位、安裝平面，用于限制待重制模具鑲塊在底板或安裝板上的自由度的安裝基準面；將待重制模具鑲塊從模具中拆下，如果待重制模具鑲塊原有加工基準是安裝結構面，查看安裝結構面的平面度和垂直度及表面粗糙度，平面度公差帶公差值控制在0.03mm，垂直度公差帶公差值控制在0.1mm，表面粗糙度均達到1.6，即可視為待重制模具鑲塊安裝結構面完好，可以利用待重制模具鑲塊原有安裝面基準作為待重制模具鑲塊的掃描基準和加工基準；(2)待重制模具鑲塊的加工基準孔的作用等同于待重制模具鑲塊的安裝面加工基準，是指在基孔制配合中選作基準的孔，孔的下偏差為零，如果待重制模具鑲塊的加工基準是至少同一直線方向的兩個基準孔，查看基準孔表面粗糙度要達到0.8，垂直度公差帶公差值控制在0.1mm，孔位公差控制在±0.02mm以內，即視為完好，可用于檢測和加工；(3)當待重制模具鑲塊原有結構基準面或基準孔破損或不規則，垂直度、平面度、表面粗糙度不能滿足上述安裝基準面和加工基準孔的精度要求，需要在數控加工設備上重新加工待重制模具鑲塊安裝基準面或基準孔；重做待重制模具鑲塊基準有三種方式：第一種重做待重制模具鑲塊基準方式是重新加工出待重制模具鑲塊三個方向的垂直面；第二種重做待重制模具鑲塊基準方式是重新加工出待重制模具鑲塊底面、側面垂直面和一個孔；第三種重做待重制模具鑲塊基準方式是重新加工出待重制模具鑲塊底面和兩個孔徑一樣的孔，所說的孔為精確加工的孔，如銷子孔或沖孔。步驟二的具體過程如下：(1)由于模具在調試和生產使用中，還要進行多次調試修改、產品修改、匹配修改，有些待重制模具鑲塊要經歷多次燒焊、加工后強度減弱等過程，致使待重制模具鑲塊型面及輪廓有燒焊殘余、毛刺等表面缺陷，掃描前需要鉗工對待重制模具鑲塊存在問題的區域進行手工修復，將待重制模具鑲塊的燒焊殘余、毛刺等用砂輪機簡單打磨去除，使待重制模具鑲塊表面趨近于光順平滑，保證掃描后點云也光順平滑，以保證逆向后的待重制模具鑲塊新加工數據型面光順平滑、曲率連續；(2)有些待重制模具鑲塊型面存在暗坑、砂眼等質量缺陷，應對缺陷表面進行處理，選擇膩子、樹脂等便于填充型面且易加工的材料，對表面有缺陷的位置進行填平，并用砂紙進行研磨，使處理區域表面光順平滑，保證掃描后點云也光順平滑，以保證逆向后的待重制模具鑲塊的新加工數據型面光順平滑、曲率連續。步驟三的具體過程如下：(1)為保證掃描基準的精度，將修復后的待重制模具鑲塊放置在工作平臺上，且擺放時將待重制模具鑲塊底面清擦干凈，保證待重制模具鑲塊底面平面度要達到0.04；對待重制模具鑲塊實體的型面、結構面、輪廓、銷孔、螺釘孔進行ATOS光學掃描；對待重制模具鑲塊區域型面掃描時，如果有沖孔工藝內容，應在待重制模具鑲塊的沖孔位置上插入相應的銷子，掃描待重制模具鑲塊型面時將插入的銷子一同掃描，以保證孔位的準確度；(2)按上述方式將待重制模具鑲塊再轉至三座標測量機上，測量時保證被測孔邊緣平滑無毛刺，避免測量機的適配器半球接觸被測物體時有毛刺干擾影響測量精度；為保證兩種設備測量基準統一，在三坐標測量機上測量時要利用ATOS光學掃描的基準，測量直修刃口、凹?？准鞍惭b銷孔的孔徑和孔位以及防轉鍵安裝窩；如果待重制模具鑲塊是斜楔鑲塊，即待重制模具鑲塊固定在模具的斜楔機構上，對于待重制模具斜楔鑲塊的安裝銷孔要從鑲塊底面測量，避免孔不垂直帶來的誤差。步驟四的具體過程如下：(1)根據待重制模具鑲塊ATOS光學掃描和三坐標檢測掃描的綜合結果，判定待重制模具鑲塊掃描點云質量；判定內容包括：待重制模具鑲塊掃描點云型面是否有丟失的面、輪廓點云是否有間斷不連續、整體掃描點云數據是否完整、是否缺失；待重制模具鑲塊掃描點云型面是否有皺裂缺陷；待重制模具鑲塊掃描點云數據在掃描前的手工修復區是否有不規則重疊網格；(2)判定待重制模具鑲塊掃描點云質量合格后，開始進行待重制模具鑲塊新加工數據設計工作；在待重制模具鑲塊新加工數據設計時，先將掃描后的待重制模具鑲塊點云數據導入CATIA待重制模具鑲塊原始加工數據環境中，與待重制模具鑲塊原始加工數據位置對齊，即對應待重制模具鑲塊在整體模具結構中的位置；一方面，可以比對出理論待重制模具鑲塊加工數據與實際生產中的待重制模具鑲塊的偏差，在待重制模具鑲塊新加工數據設計時考慮重點工本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，其特征在于：包括下列步驟:步驟一、掃描前確定待重制模具鑲塊的掃描基準和加工基準；步驟二、掃描前對待重制模具鑲塊手工修復；步驟三、將修復后的待重制模具鑲塊分別在ATOS光學掃描設備上和三坐標測量機上進行掃描，形成點云數據，作為待重制模具鑲塊加工數據設計的依據；步驟四、掃描結束后，在ATOS光學掃描設備系統中對掃描結果進行計算得到待重制模具鑲塊的三角面片點云數據；在三坐標測量機設備系統中得到待重制模具鑲塊修邊或翻邊刃口輪廓、孔徑和孔位點云數據；判定掃描點云質量合格后，將待重制模具鑲塊ATOS掃描和三坐標掃描的點云數據疊加，得到待重制模具鑲塊的整體掃描數據，作為待重制模具鑲塊新加工數據設計依據；待重制模具鑲塊新加工數據設計工作包括：利用待重制模具鑲塊ATOS掃描點云數據和三坐標掃描點云數據作為理論依據，將待重制模具鑲塊點云數據導入待重制模具鑲塊所在的原始加工數據的CATIA軟件環境中，將掃描后的待重制模具鑲塊點云數據與原始加工數據位置對齊、處理點云網格數據；逆向設計待重制模具鑲塊基準面；對待重制模具鑲塊鉗工手工修復區域進行改造補償、對待重制模具鑲塊點云型面延伸放大；對待重制模具鑲塊輪廓數據、孔位、孔徑數據提取優化；形成待重制模具鑲塊的新實體加工數據。...

【技術特征摘要】
1.一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，其特征在于：包括下列步驟:步驟一、掃描前確定待重制模具鑲塊的掃描基準和加工基準；步驟二、掃描前對待重制模具鑲塊手工修復；步驟三、將修復后的待重制模具鑲塊分別在ATOS光學掃描設備上和三坐標測量機上進行掃描，形成點云數據，作為待重制模具鑲塊加工數據設計的依據；步驟四、掃描結束后，在ATOS光學掃描設備系統中對掃描結果進行計算得到待重制模具鑲塊的三角面片點云數據；在三坐標測量機設備系統中得到待重制模具鑲塊修邊或翻邊刃口輪廓、孔徑和孔位點云數據；判定掃描點云質量合格后，將待重制模具鑲塊ATOS掃描和三坐標掃描的點云數據疊加，得到待重制模具鑲塊的整體掃描數據，作為待重制模具鑲塊新加工數據設計依據；待重制模具鑲塊新加工數據設計工作包括：利用待重制模具鑲塊ATOS掃描點云數據和三坐標掃描點云數據作為理論依據，將待重制模具鑲塊點云數據導入待重制模具鑲塊所在的原始加工數據的CATIA軟件環境中，將掃描后的待重制模具鑲塊點云數據與原始加工數據位置對齊、處理點云網格數據；逆向設計待重制模具鑲塊基準面；對待重制模具鑲塊鉗工手工修復區域進行改造補償、對待重制模具鑲塊點云型面延伸放大；對待重制模具鑲塊輪廓數據、孔位、孔徑數據提取優化；形成待重制模具鑲塊的新實體加工數據。2.根據權利要求1所述的一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，其特征在于，步驟一的具體過程如下：(1)待重制模具鑲塊的加工基準采用待重制模具鑲塊在底板或安裝板的安裝結構面，待重制模具鑲塊的安裝結構面是指待重制模具鑲塊在底板或安裝板的三個相互垂直方向的定位、安裝平面，用于限制待重制模具鑲塊在底板或安裝板上的自由度的安裝基準面；將待重制模具鑲塊從模具中拆下，如果待重制模具鑲塊原有加工基準是安裝結構面，查看安裝結構面的平面度和垂直度及表面粗糙度，平面度公差帶公差值控制在0.03mm，垂直度公差帶公差值控制在0.1mm，表面粗糙度均達到1.6，即可視為待重制模具鑲塊安裝結構面完好，可以利用待重制模具鑲塊原有安裝面基準作為待重制模具鑲塊的掃描基準和加工基準；(2)待重制模具鑲塊的加工基準孔的作用等同于待重制模具鑲塊的安裝面加工基準，是指在基孔制配合中選作基準的孔，孔的下偏差為零，如果待重制模具鑲塊的加工基準是至少同一直線方向的兩個基準孔，查看基準孔表面粗糙度要達到0.8，垂直度公差帶公差值控制在0.1mm，孔位公差控制在±0.02mm以內，即視為完好，可用于檢測和加工；(3)當待重制模具鑲塊原有結構基準面或基準孔破損或不規則，垂直度、平面度、表面粗糙度不能滿足上述安裝基準面和加工基準孔的精度要求，需要在數控加工設備上重新加工待重制模具鑲塊安裝基準面或基準孔；重做待重制模具鑲塊基準有三種方式：第一種重做待重制模具鑲塊基準方式是重新加工出待重制模具鑲塊三個方向的垂直面；第二種重做待重制模具鑲塊基準方式是重新加工出待重制模具鑲塊底面、側面垂直面和一個孔；第三種重做待重制模具鑲塊基準方式是重新加工出待重制模具鑲塊底面和兩個孔徑一樣的孔，所說的孔為精確加工的孔，如銷子孔或沖孔。3.根據權利要求1所述的一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，其特征在于，步驟二的具體過程如下：(1)由于模具在調試和生產使用中，還要進行多次調試修改、產品修改、匹配修改，有些待重制模具鑲塊要經歷多次燒焊、加工后強度減弱等過程，致使待重制模具鑲塊型面及輪廓有燒焊殘余、毛刺等表面缺陷，掃描前需要鉗工對待重制模具鑲塊存在問題的區域進行手工修復，將待重制模具鑲塊的燒焊殘余、毛刺等用砂輪機簡單打磨去除，使待重制模具鑲塊表面趨近于光順平滑，保證掃描后點云也光順平滑，以保證逆向后的待重制模具鑲塊新加工數據型面光順平滑、曲率連續；(2)有些待重制模具鑲塊型面存在暗坑、砂眼等質量缺陷，應對缺陷表面進行處理，選擇膩子、樹脂等便于填充型面且易加工的材料，對表面有缺陷的位置進行填平，并用砂紙進行研磨，使處理區域表面光順平滑，保證掃描后點云也光順平滑，以保證逆向后的待重制模具鑲塊的新加工數據型面光順平滑、曲率連續。4.根據權利要求1所述的一種掃描重制模具鑲塊設計新加工數據的方法，其特征在于，步驟三的具體過程如下：(1)為保證掃描基準的精度，將修復后的待重制模具鑲塊放置在工作平臺上，且擺放時將待重制模具鑲塊底面清擦干凈，保證待重制模具鑲塊底面平面度要達到0.04；對待重制模具鑲塊實體的型面、結構面、輪廓、銷孔、螺釘孔進行ATOS光學掃描；對待重制模具鑲塊區域型面掃描時，如果有沖孔工藝內容，應在待重制模具鑲塊的沖孔位置上插入相應的銷子，掃描待重制模具鑲塊型面時將插入的銷子一同掃描，以保證孔位的準確度；(2)按上述方式將待重制模具鑲塊再轉至三座標測量機上，測量時保證被測孔邊緣平滑無毛刺，避免測量機的適配器半球接觸被測物體時有毛刺干擾影響測量精度；為保證兩種設備測量基準統一，在三坐標測量機上測量時要利用ATOS...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王忠華，李悅，王強，張健，張立彪，高彤，
申請(專利權)人：中國第一汽車股份有限公司，
類型：發明
國別省市：吉林,22