外文翻譯--用逆向工程方法來提高模具制造.doc

用逆向工程方法來提高模具制造摘要:現(xiàn)代CAD/CAM技術與五軸高速銑都能降低模具制造時間和成本。不過，為了使用模具，仍然經(jīng)常需要操作手冊的精加工和裝配。模具制造商進行手工修改銑削模具。逆向工程技術可控制模具的質量，評估模具加工幾何尺寸和裝配公差。有時模具決定加工產(chǎn)品的形狀。在這種情況下，模具制造商可以直接修改模具。因此，最終的模具的幾何形狀并不真正反映一個原始的CAD模型。本文的目的是要指出非接觸控制質量的好處，并在程序的基礎上運用逆向工程技術，來改造和更新的數(shù)學模型模具的拋光和修改。這一程序通過光掃描儀測試一個實體模具的生產(chǎn)。關鍵詞：CAD建模逆向工程模具曲面重建計算機輔助制造1）簡介生產(chǎn)工具（更好地稱為模具）是在制造業(yè)中一個重要元素。一個新產(chǎn)品的開發(fā)在設計制造模具中是一個漫長和昂貴的步驟。因此，任何努力都有助于減少模具生產(chǎn)時間和成本。如今，現(xiàn)代CAD/CAM技術和五軸高速銑削都允許：&開始于三維CAD模具快速設計&電火花加工電極的建設，以克服與幾何形狀上由銑刀加工不到的相關問題&刀具軌跡由數(shù)控生成，使用策略開發(fā)可以減少加工時間&材料粗加工時去除率高&精加工時能得到較準確的尺寸公差和表面粗糙度無論修剪操作被推遲多久使用，在模具投入使用之前，下面的操作仍然經(jīng)常需要&手工操作，銑削和電火花加工過程中取得光滑表面&裝配，以確保模具的封閉一方面，拋光和裝配保證片的成型，但另一方面，他們修改腔體表面的方式是數(shù)學非定義。因此，最終的真實的模具幾何形狀不反映原始的CAD模型（理想幾何）?，F(xiàn)在的CAD軟件資源不允許消除這種不協(xié)調另一個方面，模具引進的微小變化是往往被忽略的。有時模具需要修改，經(jīng)過整理來反映產(chǎn)品最終的修改形狀。在這種情況下，模具制造商可直接修改而不更新模具CAD模型。因此，可能出現(xiàn)問題：&模具零部件的裝配過程&模具因磨損和斷裂需要更換逆向工程技術為模具制造商克服一些問題提供了新的機會。在最近多年來，非接觸式數(shù)字化設備已改善，主要表現(xiàn)在每次掃描的準確性和測點的數(shù)量上。高掃描速度允許用戶在幾秒內檢索十萬（甚至幾百萬）份的模具表面。在高密度點云中包含的信息可為模具的質量控制和CAD模型的修改提供幫助。彩色偏差圖，CAD數(shù)據(jù)和點云數(shù)據(jù)之間的比較分析顯示出一個完整的公差和偏差。這遠遠超出了坐標測量機（CMM）對一些分散的檢查點的測量。對整體和局部的腔面偏差進行評估，來確定加工誤差，并探討其原因。在投入使用前對模具型腔表面的顏色偏差地圖的考慮，可能有益于減少了模具制作所需的時間。檢查的結果要推廣到整個數(shù)字表面，而不是僅局限于某一點。明智的措施，可以分析到：定義重新加工策略，當真正的模具表面超過了相應的CAD模型一些。這意味著材料還有余量，仍然可加工；不可恢復的錯誤，檢測并調查其原因。當CAD模型表面超過了相應的真正的模具表面一些，這意味著材料沒有余量手工加工或機加工。在這種情況下，模具不能投入使用，因為其公差超出了給定的公差誤差。在另一邊，逆向工程的資源可以通過數(shù)學模型來更新模具：凸模和凹模模具配件數(shù)碼化，作為點云數(shù)據(jù)的輸出；重構腔表面；生成的三維CAD模型的模具本文的目的是顯示出非接觸式測量點的優(yōu)勢。對模具的三維CAD模型經(jīng)過拋光和配合可以更新，這就應成為模具制造商之間的良好實踐。使用共同的逆向工程技術和軟件包可以完成這一任務。對程序進行了建議性的測試，可以驗證實體模具。2）插入數(shù)字化及檢查（CAD模型）由一數(shù)控機床粗銑輕合金完成模具的插入，凹模模腔用電火花完成實體上的微小溝槽。事實上，這些尺寸過小的溝槽的加工不能由銑削完成。在凸模模腔的左半邊卻沒有被加工，以便它仍然呈現(xiàn)出45交叉磨削路徑。另一半是加工后拋光。這種非接觸式掃描儀能夠區(qū)分為兩步完成的操作被引入評估。為了體現(xiàn)非接觸檢測的優(yōu)點，數(shù)字化的模具鑲件所用光學掃描儀由墨西哥灣有限公司按ATOS標準生產(chǎn)。此外，目前為了提高光學掃描儀的精度和分辨率，部分邊緣點作了大數(shù)目的定義，便于測量。所選的掃描裝置利用立體視覺，因為它有兩個索尼XC75內置CCD攝像頭（768572像素/8位），其光存儲掃描對象邊緣的圖像。投影機在傳感器的中心位置，其包含10張有順序的幻燈片：4干涉條紋（相移技術）6個二進制編碼后的灰色圖像。這6位代碼可以區(qū)分26個視野為64列?？紤]到模具插入整體規(guī)模，掃描儀進行了標定的工作面積為160毫米200毫米。這樣的掃描儀配置的精度為0.06毫米，在設備上的數(shù)據(jù)表里有顯示。掃描識別軟件網(wǎng)是由固定參考標記創(chuàng)建的，故多重掃描自動注冊在一個點云內。有一個標記中所涉及的領域的缺少了部分數(shù)據(jù)，但墨西哥灣的軟件可以完成關閉這些漏洞的虛擬模型。通過軟件計算了在墨西哥灣上的參考標記為基礎的網(wǎng)格對齊程序。由Inus快速成型軟件科技有限公司雇用的模具檢查。2.1凹模腔檢查凹模腔數(shù)字化掃描需要12個點。數(shù)字化數(shù)據(jù)和原始CAD模型之間的比較，顯示了最大偏差在0.84毫米左上型腔。通過CMM的測量可證實：該型腔深度的偏差結果為0.85毫米。在電火花加工中，電極運動也許并沒有完全垂直于凹模模腔分型面。在電火花加工機床上一個不正確的模具的安裝方式，導致個很小的傾斜是很正常的。在CAD模型正常的分型面上計算出的傾向考慮到了數(shù)字化的數(shù)據(jù)。2.2凸模腔檢查對完全數(shù)字化的凸模模腔來說，九點掃描是必要的。在掃描之間的數(shù)據(jù)和原始CAD模型對照，最大誤差定位在右腔模上。在這一區(qū)域，有銑刀下降而造成的一種輕擦變化。在CAD數(shù)據(jù)里，在微小溝槽底部邊界有毛刺。凸模的模腔插入是由直徑為4毫米的數(shù)控球狀銑刀加工，刀具路徑為45方向與平面對角線平行的軌跡。這種操作不會允許創(chuàng)建的凹槽底有毛刺。因此，掃描數(shù)據(jù)顯示，處理槽會有很大的誤差。還原的差異性的極限規(guī)模最大誤差多達0.20毫米。拋光操作已去除了一層非常薄的材料，故造成的偏差小于0.10毫米。3）模具CAD模型程序的重構在模具CAD模型中，幾何公差（對稱，同心度，平行度，正交等）已被視為制造，裝配和正確的工作的重要資料。在設計階段，以及運用逆向工程，片功能是非常重要的，它不能被忽略。對于這樣的原因，重建進程在很大程度上取決于操作者的經(jīng)驗。為了正確的CAD起始掃描數(shù)據(jù)，需要創(chuàng)建標準的自動化程序模型的。最重要的步驟是分割的過程，這是掃描到表面細分領域或區(qū)域數(shù)據(jù)。形狀特征支持產(chǎn)品重新設計和先進的制造技術。專門的自動程序軟件尚未需要用戶足夠地干預，結果就令人很滿意：他們順利產(chǎn)生的連接、修剪補丁反映了全球的拓撲結構形狀，但很少會在表面邊界沿特征線，鋒利的邊緣，圓角型材等所謂的任意拓撲結構的細分曲面上，在不理智的態(tài)度進行部分重新設計，因為這個重建進程的基礎是三角數(shù)據(jù)結構，它不會討論信息是如何細分的。自動曲面重建是相當快的，逆向工程過程的最終目的是建立一個不需要作出任何修改它的形狀和質量要求的數(shù)字模型。在這種情況下，有時，三角模型是足夠的，因為計算機圖形應用STL文件。當需要更新的模具或產(chǎn)品三維模型，以保持它的形狀，供進一步修改或將來重新設計，就應該使用一個CAD驅動。重建進程的最好的結果是用逆向工程軟件，用戶建立細分點云在相同的方式，制造CAD模型，所以用戶交互仍起著根本性的作用。凸臺，型腔，孔，倒角和圓角的邊界曲線要被檢測和掃描數(shù)據(jù)定義，但自動化功能仍不能令人滿意。事實上，軟件的自動檢測的，而不是一般的平穩(wěn)連續(xù)曲線的幾何實體，只是零散的零部件。毫無疑問，人類的干預，使該過程相當艱苦和耗時，但表面質量和形狀更容易修改。即使沒有達到汽車A級質量，重構表面曲率連續(xù)的質量是良好的，同時為所需形狀提供了一個簡單的數(shù)學表達式。越復雜的曲面重構，CAD模型越是難以修改和管理。因此，重要的是要方便細分掃描數(shù)據(jù)沿模具或產(chǎn)品的特征線來生成簡單表面的邊界。如果分割過程是人類理性和智慧參與，即需要用戶的干預，就能得到最好的結果。該確定重構模具的數(shù)學模型的程序，實現(xiàn)了普通的商業(yè)軟件的使用。INUS科技公司由軟件來創(chuàng)建網(wǎng)絡曲面，并生成NURBS曲面的曲線。程序的開發(fā)通過以下步驟：1模具型腔的數(shù)字化模具的一個最重要的部分是模腔表面。因此，只有重建的模具型腔數(shù)字化，而分型面，可以從原來的CAD模型恢復，也可能很容易得到CAD模具的型腔。經(jīng)過整個型腔的數(shù)字化，多種掃描必須一致，有時數(shù)據(jù)一定要根據(jù)流程圖。點云功能處理軟件時，掃描數(shù)據(jù)是喧鬧的，不光滑。用戶決定是否在整個數(shù)據(jù)或一個小區(qū)域內使用這種功能。軟件包可計算和顯示最佳的數(shù)據(jù)來選擇函數(shù)參數(shù)的值，但在特定情況下，用戶不得不依據(jù)經(jīng)驗對值進行調整。2網(wǎng)絡曲線創(chuàng)建這種從表面掃描數(shù)據(jù)集的方法，被稱為網(wǎng)絡曲線創(chuàng)建表面。它是基于特征曲線，如對稱線，特征線或鋒利的邊緣線。網(wǎng)絡曲線的創(chuàng)建需要用戶交互：用戶通過曲線坐標軸或掃描數(shù)據(jù)點插值創(chuàng)建平行截面。正如已經(jīng)解釋，最終的結果是最好沿同一曲線或邊界劃分，CAD建模時會每個單一的模具表面插入。這些點云首先