三维在机检测数据自动生成技术

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三维在机检测数据自动生成技术

冯洪华，饶宏弟，梁其杲，梁远海

珠海格力精密模具有限公司（广东珠海519070)

【摘要】CNC加工后在机检测是精度质量控制的关键，在机检测可控制单工序加工完成流 转至下道工序前完成精度误差补偿，从而确保单工序精度在公差范围内。传统手动标注 质量检测数据方式以平面、直身面等2D面为主，检测数据少、操作繁琐，数据参考价值 低。应用C语言及ug软件开发，自动判断特征类别，匹配对应的精度公差要求，自动生成 3D检测数据。配合CNC在机检测功能，提升单工序精度修正补偿能力，降低返工率。
9 K, z6 l# M& R& Z! d& g关键词：在机检测；检测数据自动生成;提升精度
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2 d6 c! r3 c4 M% a( b# r3 V1   引言
( y) j# ^" U. H# \    零件制造过程中，数控加工结果要到计量中心进 行检测，而机床停机待检，数控机床到三坐标然后返回 数控机床，这样多次重复确定下一道工序是否进行，而 零件终检时仍然是废品，这是由于在较多环节都存在 脱控。目前在机检测省去了工件搬运、多次装夹的过 程,减少了机床等待时间，提高了生产效率。在机检测 技术受到了国内外研究学者的广泛关注。
5 b; j. E( @2 V  ^0 x/ O2    整体方案概述
7 u0 X* u. q$ l% S5 ]! ](1) 建立模型颜色、’特征、加工精度要求的对应标准。

$ U' f; n$ P) {$ J% T# m$ r) Y6 @9 V9 {" W(2) 通过VB、C++、UG二次开发，实现在UG前处 理模型时生成检测点及对应的三维坐标数据。
(3) 开发图表自动插人加工卡模块，使操作规范 化，自动化，取消手动标注工作量，减少误输数据出 错，提高效率与质量。
& a3 \7 Q4 Z, x, v5 C8 V(4) 配合在机检测技术实现单工序加工后精度检 测及误差补偿。

, x9 X6 z/ H7 U8 {3 q8 |3    详细技术方案
9 x& R. r  U' q" q& }8 i(1) 建立模型颜色、特征、加工精度要求的对应标 准，区分不同大小零件的公差标准，并且根据点、槽、尺 角、孔位等特征作出分类，对高度、宽度数据实现自动识別、根据不同大小探头实现自动补偿生成三维检测 数据。
(2) 通过VB、C++、UG二次开发外挂，实现在UG 前处理模型时生成检测点及对应的三维坐标数据，涉 及调用视图着色设置和线框视图设置(32和64位UG 通用）。
* O1 f, A: S$ B0 T% k(3) 导出制图窗口图片（32和64位UG通用）；隐 藏视图边界(32和64位UG通用)。
  F) @" w+ x- {& M(4) CNC加工卡自检图出图。
4    问题攻关记录
(1) 图片字体加粗，显眼。
# r% B- A0 m* q% A5 A: f(2) 坐标点多余的数据去除，智能识别点的平面 还是侧面，平面只出Z值。
(3) 检测槽出槽的长宽数据，检测圆出圆直径命数据。
8 _+ a, v, {1 y- O" w5 h(4) 解决翻面加工UG如何实现出侧面的检测数的问题。

5 X9 U7 b* @' _(5) 出图重新开发，按点、槽、探针三者混合信息. 出检测图。
(6) 增加出探头数据功能。
(7) 如何防呆，防止插入图片错误。
(8) 防止插入错误(如动模镶件1加工卡里面插人 动模镶件2的图片进去)。
* n% O7 ?* Z5 l: z& ]* d(9) 多面加工卡的图片自动插人。
(10) 增加快速定位6个方向WCS的选项。
(11) 增加槽单个方向检测。
" j5 y/ F  D0 J(12) 出图命名修改成会议定的规则命名。
# Q* v8 k, z. e: e- ^" E(13) 对照图档名与零件名称与上个图档对比导 出图片防呆。
+ s- R+ M; A# a/ ?$ g(14) R面检测增加直径检测和3D检测。
, Y$ m( p0 j9 m8 x" b(15) 增加自动出加工前检测数据;增加后面追加 检测点的程序。
. I& |* b. |# J5 v3 k5 H5     UG外挂界面
5 a  a+ E( q: e6 ~3 T( F& e- hUG外挂界面如图1所示。



- x+ W1 X6 q/ p6 a* G1 S1 }: `6    操作界面
9 C2 o1 k7 x) a( v4 W; `& k操作界面如图2所示。
7     CNC检测卡界面
    CNC检测卡的界面如图3所示。公差测量范围需要根据零件的公差要求进行自定义。
% G* R( Q1 E# M(1) 加工前检测数内容。分有工艺脚类和无工艺脚类，有工艺脚需给工艺顶面Z数找直身面给数。无工艺脚类找平面位置给z数，找直身面给检测数。直面定义:平行基准面的垂直面。

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(2) 加工后的检测内容。分别使用探头、塞规、千 分表等工具进行检测，平面:不同刀具的加工位置需 要出检测数，且相同刀具加工的平面至少出两个检测数，程式头尾两处。
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: w0 _, ~. v0 ?( K0 p2 i8    现场检测操作规范
(1) 根据检测卡所示规格选择相匹配的探头。
(2) 探头的检测速度控制在手轮第三格，速度是
1 F$ X# q2 s! B) B  l  Q3 E( e" {F:12mm/min0
( z) d& x$ t! d! X, l, ^$ P(3) 灰色底是探头要检测的数。如图4所示，加工 后检测点8,需要手动手轮把探头5称至;H0.715, 733.574,并且距离y点69.283约1 Omm处，对F点进行 等检测。
8 V: R' `# J* g6 Y' f, m4 y4 z(4) 镶件槽类根据槽长及槽宽用塞规进行。
(5) 检测后记录实测量，发现有余量或过切，需找 现场单元长处理。
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项目成果:该项目自从4月份在罗德斯加工机试行以来，截至6月，制程合格率由原来的74.68%提高 至82.38%，6月份CNC罗德斯加工机工序返工成本时 间同比4月份下降了 62.5%，各项指标达到要求。
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  P% Y, o3 j7 }/ c7 y+ U% e+ W2 `1 {/ e9    应用前景
$ |" I! |* k' G, E7 H; O# Q三维在机检测数据自动生成技术，可以对多种模 型多面加工同时生产检测数据，并自动生成检测数据 图，并把图表自动插人加工卡中，使操作规范化，自动 化,减少手动标注工作量，减少误输数据出错，提高效 率与质量，所有实验均在公司内进行，无需额外投入 其他人力和资金。
0 {4 S9 O# d7 D) `. Q, E三维在机检测数据自动生成技术已形成标准 《QJ.GPM1800.02.03.64 CNC三轴在机检测标准》，各 精加工板块均可按照此标准执行。该标准适合在模 具零件加工车间推广。
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