白光測量系統(tǒng)在模具制造中的新型應(yīng)用

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1、自光測量系統(tǒng)在模具制造中的新型應(yīng)用NewApplicationofWhiteLightMeasurementSysteminMoldManufacture?？怂箍禍y量技術(shù)(青島)有限公司劉霜■—jd■‘=劉霜2004年畢業(yè)于南京航空航天大學(xué)機電工程學(xué)院．同年加入海克斯康測量技術(shù)(青島)有限公司從事三坐標(biāo)培訓(xùn)及應(yīng)用工作。目前主要研究方向為非接觸測量、便攜設(shè)備，大尺寸測量的應(yīng)用殛方案支持。模具試制過程中的問題現(xiàn)代模具制造及CAD／CAM／CAE的技術(shù)13益成熟，越來越多的程式化、標(biāo)準(zhǔn)化生產(chǎn)技術(shù)應(yīng)用的出現(xiàn)，都在推進模具行業(yè)各個環(huán)節(jié)往更快速，更完善的方向發(fā)展。如何能夠在模具設(shè)

2、計完成之后更高效地完成模具56航章制造技術(shù)·2011年第2l期隨著目前模具生產(chǎn)廠家對現(xiàn)場質(zhì)量控制、流程優(yōu)化、數(shù)據(jù)保存等要求的不斷提高，也要求測量設(shè)備能夠提供更加及時、準(zhǔn)確、直觀的反饋模式。拍照式便攜設(shè)備以其優(yōu)越的車間現(xiàn)場適應(yīng)性能，測量數(shù)據(jù)的可靠性，軟件功能的完備性也將越來越多地出現(xiàn)在模具車間里。成為生產(chǎn)加工中非常有利的輔助工具，為縮短模具的生產(chǎn)周期及降低成本節(jié)約帶來新的應(yīng)用方案。從制造到試生產(chǎn)再到真正投入實際生產(chǎn)的過程，成為了更需要解決的問題。將檢測設(shè)備貫穿在模具的制造環(huán)節(jié)中，能夠?qū)覶中的模具進行階段性有效的監(jiān)控和檢查，快速反饋制造中的問題，為_T程人員的丁藝修改提

3、供依據(jù)；將檢測設(shè)備應(yīng)用在試制階段中，能夠利用虛擬或?qū)嶋H的配合關(guān)系分析，對模具合模狀態(tài)提前預(yù)警，大大縮短了周期并降低了制作成本；將檢測設(shè)備應(yīng)用在模具驗收階段中．可以以數(shù)字化的形式記錄模具狀態(tài)、數(shù)據(jù)備份，從而為后期模具修改及恢復(fù)提供原始依據(jù)。與模具相關(guān)的檢測或問題診斷往往發(fā)生在制造、生產(chǎn)和實際應(yīng)用過程中．1『『Ii模具重量較大，一般都不易搬離．因此測量設(shè)備除功能要滿足檢測要求以外，設(shè)備本身還要具備能夠在焊接、沖壓等惡劣環(huán)境條件下工作，并且方便移動的性能。而常規(guī)的固定式檢測設(shè)備

4、大J為其欠缺方便移動和大范同(10℃以上)溫度變化適應(yīng)能力，因此在模具現(xiàn)場測量的應(yīng)用巾略顯不足。

5、白光拍照測量技術(shù)及主要應(yīng)用近年味，T業(yè)測量不再只局限于局部點及形位公差的測量，而是在此基礎(chǔ)上更側(cè)重于最終產(chǎn)品的外觀形狀的質(zhì)量控制、因此光學(xué)測量技術(shù)以其測量數(shù)槲的完備性、測量及分析方——一。。必業(yè)。!。：—型塑鹽法的多樣性而在工業(yè)測量中占有越來越大的比例。作為光學(xué)測量的一種，白光拍照式測量設(shè)備(如圖1)具有高效、便攜、快速的特點，既能夠在模具生產(chǎn)環(huán)境及制造過程中進行丁作，同時又能滿足模具制造過程中檢測的需求，因此在模具的整個制造環(huán)節(jié)中發(fā)揮著越來越重要的作用。CognitenswLs400由一個投影鏡頭及3個拍照鏡頭組成，采用高速單幅立體成像與無規(guī)則點陣投影口秒呦秒匣2C

6、ognitensWLS400的工件拍照CBillCognitensWLS400設(shè)備相結(jié)合的技術(shù)，3個拍照鏡頭可以在0．0Is之內(nèi)快速捕捉投影鏡頭所投射在工件表面的點陣圖像，進而在軟件中形成所拍攝物體表面的數(shù)據(jù)。由于高頻快門數(shù)據(jù)采集時間極短，毫秒之間即可從測量物體表面獲取數(shù)據(jù)信息，測量性能不受振動、工業(yè)照明或溫度變化的影響，3個鏡頭從不同角度捕捉測量數(shù)據(jù)，也同時保證了設(shè)備對各種材料反射的適應(yīng)能力，無需噴粉等特殊處理。在鏡頭所拍攝的結(jié)果數(shù)據(jù)中，除模具或工件表面上的點云(用于曲面形狀分析)之外，還包括了專門針對特征計算的照片數(shù)據(jù)，保證了一r件數(shù)據(jù)的全面性和高精度。圖2為Co

7、gnitensWLS400的工件拍照圖像。另外，測量頭本身安裝在移動三角支架上，并同時集成控制器、操作電腦、遙控器、電纜于一身，結(jié)構(gòu)緊湊、操作簡便，使用者可以方便的在·i-●i一—一’—__

8、’_、一一一■?！觥觥瘛觥馡．·-‘印F—ii—而i明伊—■司圖3手動型白光測量系統(tǒng)白光拍照設(shè)備在模具制造中的實際應(yīng)用CognitensWLS400白光設(shè)備采集數(shù)據(jù)時間短的特點使得測量可直接在模具車間進行，現(xiàn)場快速反饋模具的狀態(tài)，為現(xiàn)場修模及模具研配提供數(shù)據(jù)指導(dǎo)，完善模具加工和生產(chǎn)的數(shù)據(jù)庫體系．在模具試生產(chǎn)的零件統(tǒng)計分析中也起到重要的作用，從而大大減少了試生產(chǎn)及檢具的費用，通

9、常的測量過程如圖5所刁Ro(1)對于預(yù)加工及加工過程中的模具．使用WLS400對工件表面進行拍照后，在軟件中將點云數(shù)據(jù)和理論的CAD數(shù)模(通過工藝或設(shè)計基準(zhǔn))進行對齊，然后便可以對數(shù)據(jù)進行色差分析。如圖6所示，不同的顏色代表測量位置在公差帶中所’?！瘛褚?●___‘。--●●●●●一一●●●_●●一●●-__‘--‘_●，__●____-__?！瘢?白光測量流程2011年第21期·航空制造技術(shù)57磁圖6模具型面分析處的狀態(tài)，在示例中。工件的合格狀態(tài)為綠色(0lmm～0lmm)，紅色為極限正超差，藍(lán)色為極限負(fù)超差。通過色差圖比對，工藝和制造人員可以