一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法技术

本发明专利技术提供了一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，步骤如下:扫描前确定待重制模具镶块的加工基准；扫描前对待重制的模具镶块手工修复；将修复后的待重制模具镶块分别在ATOS设备和三坐标测量机上进行扫描形成点云数据作为待重制模具镶块新加工数据设计的依据；扫描结束后在ATOS设备中对扫描结果进行计算得到三角面片点云数据；在三坐标测量机中得到修边或翻边刃口轮廓、孔径和孔位点云数据；判定扫描点云质量合格后，将点云数据叠加，得到待重制模具镶块的整体扫描数据，作为待重制模具镶块新加工数据设计依据；本方法严格保证了待重制模具镶块与原模具镶块的一致性，不必重新调试，缩短周期，节约成本，避免了用户生产停台等待。

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.

【技术实现步骤摘要】
一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法
本专利技术涉及一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，适用于所有需要重制镶块的模具。
技术介绍
以往的模具生产中，由于各种原因，将已调试合格的模具镶块损坏，或者用户在使用后模具镶块磨损，要求提供易损模具镶块的备件，这都要求重新制造所需求的模具镶块，即为待重制模具镶块。以往的重制方式就是重复第一轮制造的过程，即：重新提料按理论加工数据重新编程加工所需要的模具镶块，重新装配、调试，大量占用设备资源，浪费人工成本，延长了制造周期，甚至用户生产停产等待。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，其将损坏或磨损的待重制模具镶块扫描生成点云数据，利用扫描点云数据作为理论依据，在软件中进行逆向设计待重制模具镶块新加工数据。首先利用德国GOM公司开发的一种非接触式ATOS光学扫描设备对损坏或磨损的待重制模具镶块型面和结构面进行ATOS光学扫描，扫描结束后在ATOS光学扫描设备系统中对扫描结果进行计算得到三角面片点云数据，文件类型：证书信任列表为.stl格式；其次利用三坐标测量机测量轮廓、孔径和孔位，形成点云数据；利用ATOS光学扫描设备扫描点云数据和三坐标测量机扫描点云数据作为理论依据，在CATIA软件中进行待重制模具镶块的新加工数据设计。本专利技术的具体技术方案如下：1.一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，其特征在于：包括下列步骤:步骤一、扫描前确定待重制模具镶块的扫描基准和加工基准；步骤二、扫描前对待重制模具镶块手工修复；步骤三、将修复后的待重制模具镶块分别在ATOS光学扫描设备上和三坐标测量机上进扫描，形成点云数据，作为待重制模具镶块新加工数据设计的依据；步骤四、扫描结束后，在ATOS光学扫描设备系统中对扫描结果进行计算得到待重制模具镶块的三角面片点云数据；在三坐标测量机设备系统中得到待重制模具镶块修边或翻边刃口轮廓、孔径和孔位点云数据；判定扫描点云质量合格后，将待重制模具镶块ATOS扫描和三坐标扫描的点云数据叠加，得到待重制模具镶块的整体扫描数据，作为待重制模具镶块新加工数据设计依据；待重制模具镶块新加工数据设计工作包括：利用待重制模具镶块ATOS扫描点云数据和三坐标扫描点云数据作为理论依据，将待重制模具镶块点云数据导入待重制模具镶块所在的原始加工数据的CATIA软件环境中，将扫描后的待重制模具镶块点云数据与原始加工数据位置对齐、处理点云网格数据；逆向设计待重制模具镶块基准面；对待重制模具镶块钳工手工修复区域进行改造补偿、对待重制模具镶块点云型面延伸放大；对待重制模具镶块轮廓数据、孔位、孔径数据提取优化；形成待重制模具镶块的新实体加工数据。进一步的技术方案包括：步骤一的具体过程如下：(1)待重制模具镶块的加工基准采用待重制模具镶块在底板或安装板的安装结构面，待重制模具镶块的安装结构面是指待重制模具镶块在底板或安装板的三个相互垂直方向的定位、安装平面，用于限制待重制模具镶块在底板或安装板上的自由度的安装基准面；将待重制模具镶块从模具中拆下，如果待重制模具镶块原有加工基准是安装结构面，查看安装结构面的平面度和垂直度及表面粗糙度，平面度公差带公差值控制在0.03mm，垂直度公差带公差值控制在0.1mm，表面粗糙度均达到1.6，即可视为待重制模具镶块安装结构面完好，可以利用待重制模具镶块原有安装面基准作为待重制模具镶块的扫描基准和加工基准；(2)待重制模具镶块的加工基准孔的作用等同于待重制模具镶块的安装面加工基准，是指在基孔制配合中选作基准的孔，孔的下偏差为零，如果待重制模具镶块的加工基准是至少同一直线方向的两个基准孔，查看基准孔表面粗糙度要达到0.8，垂直度公差带公差值控制在0.1mm，孔位公差控制在±0.02mm以内，即视为完好，可用于检测和加工；(3)当待重制模具镶块原有结构基准面或基准孔破损或不规则，垂直度、平面度、表面粗糙度不能满足上述安装基准面和加工基准孔的精度要求，需要在数控加工设备上重新加工待重制模具镶块安装基准面或基准孔；重做待重制模具镶块基准有三种方式：第一种重做待重制模具镶块基准方式是重新加工出待重制模具镶块三个方向的垂直面；第二种重做待重制模具镶块基准方式是重新加工出待重制模具镶块底面、侧面垂直面和一个孔；第三种重做待重制模具镶块基准方式是重新加工出待重制模具镶块底面和两个孔径一样的孔，所说的孔为精确加工的孔，如销子孔或冲孔。步骤二的具体过程如下：(1)由于模具在调试和生产使用中，还要进行多次调试修改、产品修改、匹配修改，有些待重制模具镶块要经历多次烧焊、加工后强度减弱等过程，致使待重制模具镶块型面及轮廓有烧焊残余、毛刺等表面缺陷，扫描前需要钳工对待重制模具镶块存在问题的区域进行手工修复，将待重制模具镶块的烧焊残余、毛刺等用砂轮机简单打磨去除，使待重制模具镶块表面趋近于光顺平滑，保证扫描后点云也光顺平滑，以保证逆向后的待重制模具镶块新加工数据型面光顺平滑、曲率连续；(2)有些待重制模具镶块型面存在暗坑、砂眼等质量缺陷，应对缺陷表面进行处理，选择腻子、树脂等便于填充型面且易加工的材料，对表面有缺陷的位置进行填平，并用砂纸进行研磨，使处理区域表面光顺平滑，保证扫描后点云也光顺平滑，以保证逆向后的待重制模具镶块的新加工数据型面光顺平滑、曲率连续。步骤三的具体过程如下：(1)为保证扫描基准的精度，将修复后的待重制模具镶块放置在工作平台上，且摆放时将待重制模具镶块底面清擦干净，保证待重制模具镶块底面平面度要达到0.04；对待重制模具镶块实体的型面、结构面、轮廓、销孔、螺钉孔进行ATOS光学扫描；对待重制模具镶块区域型面扫描时，如果有冲孔工艺内容，应在待重制模具镶块的冲孔位置上插入相应的销子，扫描待重制模具镶块型面时将插入的销子一同扫描，以保证孔位的准确度；(2)按上述方式将待重制模具镶块再转至三座标测量机上，测量时保证被测孔边缘平滑无毛刺，避免测量机的适配器半球接触被测物体时有毛刺干扰影响测量精度；为保证两种设备测量基准统一，在三坐标测量机上测量时要利用ATOS光学扫描的基准，测量直修刃口、凹模孔及安装销孔的孔径和孔位以及防转键安装窝；如果待重制模具镶块是斜楔镶块，即待重制模具镶块固定在模具的斜楔机构上，对于待重制模具斜楔镶块的安装销孔要从镶块底面测量，避免孔不垂直带来的误差。步骤四的具体过程如下：(1)根据待重制模具镶块ATOS光学扫描和三坐标检测扫描的综合结果，判定待重制模具镶块扫描点云质量；判定内容包括：待重制模具镶块扫描点云型面是否有丢失的面、轮廓点云是否有间断不连续、整体扫描点云数据是否完整、是否缺失；待重制模具镶块扫描点云型面是否有皱裂缺陷；待重制模具镶块扫描点云数据在扫描前的手工修复区是否有不规则重叠网格；(2)判定待重制模具镶块扫描点云质量合格后，开始进行待重制模具镶块新加工数据设计工作；在待重制模具镶块新加工数据设计时，先将扫描后的待重制模具镶块点云数据导入CATIA待重制模具镶块原始加工数据环境中，与待重制模具镶块原始加工数据位置对齐，即对应待重制模具镶块在整体模具结构中的位置；一方面，可以比对出理论待重制模具镶块加工数据与实际生产中的待重制模具镶块的偏差，在待重制模具镶块新加工数据设计时考虑重点工本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，其特征在于：包括下列步骤:步骤一、扫描前确定待重制模具镶块的扫描基准和加工基准；步骤二、扫描前对待重制模具镶块手工修复；步骤三、将修复后的待重制模具镶块分别在ATOS光学扫描设备上和三坐标测量机上进行扫描，形成点云数据，作为待重制模具镶块加工数据设计的依据；步骤四、扫描结束后，在ATOS光学扫描设备系统中对扫描结果进行计算得到待重制模具镶块的三角面片点云数据；在三坐标测量机设备系统中得到待重制模具镶块修边或翻边刃口轮廓、孔径和孔位点云数据；判定扫描点云质量合格后，将待重制模具镶块ATOS扫描和三坐标扫描的点云数据叠加，得到待重制模具镶块的整体扫描数据，作为待重制模具镶块新加工数据设计依据；待重制模具镶块新加工数据设计工作包括：利用待重制模具镶块ATOS扫描点云数据和三坐标扫描点云数据作为理论依据，将待重制模具镶块点云数据导入待重制模具镶块所在的原始加工数据的CATIA软件环境中，将扫描后的待重制模具镶块点云数据与原始加工数据位置对齐、处理点云网格数据；逆向设计待重制模具镶块基准面；对待重制模具镶块钳工手工修复区域进行改造补偿、对待重制模具镶块点云型面延伸放大；对待重制模具镶块轮廓数据、孔位、孔径数据提取优化；形成待重制模具镶块的新实体加工数据。...

【技术特征摘要】
1.一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，其特征在于：包括下列步骤:步骤一、扫描前确定待重制模具镶块的扫描基准和加工基准；步骤二、扫描前对待重制模具镶块手工修复；步骤三、将修复后的待重制模具镶块分别在ATOS光学扫描设备上和三坐标测量机上进行扫描，形成点云数据，作为待重制模具镶块加工数据设计的依据；步骤四、扫描结束后，在ATOS光学扫描设备系统中对扫描结果进行计算得到待重制模具镶块的三角面片点云数据；在三坐标测量机设备系统中得到待重制模具镶块修边或翻边刃口轮廓、孔径和孔位点云数据；判定扫描点云质量合格后，将待重制模具镶块ATOS扫描和三坐标扫描的点云数据叠加，得到待重制模具镶块的整体扫描数据，作为待重制模具镶块新加工数据设计依据；待重制模具镶块新加工数据设计工作包括：利用待重制模具镶块ATOS扫描点云数据和三坐标扫描点云数据作为理论依据，将待重制模具镶块点云数据导入待重制模具镶块所在的原始加工数据的CATIA软件环境中，将扫描后的待重制模具镶块点云数据与原始加工数据位置对齐、处理点云网格数据；逆向设计待重制模具镶块基准面；对待重制模具镶块钳工手工修复区域进行改造补偿、对待重制模具镶块点云型面延伸放大；对待重制模具镶块轮廓数据、孔位、孔径数据提取优化；形成待重制模具镶块的新实体加工数据。2.根据权利要求1所述的一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，其特征在于，步骤一的具体过程如下：(1)待重制模具镶块的加工基准采用待重制模具镶块在底板或安装板的安装结构面，待重制模具镶块的安装结构面是指待重制模具镶块在底板或安装板的三个相互垂直方向的定位、安装平面，用于限制待重制模具镶块在底板或安装板上的自由度的安装基准面；将待重制模具镶块从模具中拆下，如果待重制模具镶块原有加工基准是安装结构面，查看安装结构面的平面度和垂直度及表面粗糙度，平面度公差带公差值控制在0.03mm，垂直度公差带公差值控制在0.1mm，表面粗糙度均达到1.6，即可视为待重制模具镶块安装结构面完好，可以利用待重制模具镶块原有安装面基准作为待重制模具镶块的扫描基准和加工基准；(2)待重制模具镶块的加工基准孔的作用等同于待重制模具镶块的安装面加工基准，是指在基孔制配合中选作基准的孔，孔的下偏差为零，如果待重制模具镶块的加工基准是至少同一直线方向的两个基准孔，查看基准孔表面粗糙度要达到0.8，垂直度公差带公差值控制在0.1mm，孔位公差控制在±0.02mm以内，即视为完好，可用于检测和加工；(3)当待重制模具镶块原有结构基准面或基准孔破损或不规则，垂直度、平面度、表面粗糙度不能满足上述安装基准面和加工基准孔的精度要求，需要在数控加工设备上重新加工待重制模具镶块安装基准面或基准孔；重做待重制模具镶块基准有三种方式：第一种重做待重制模具镶块基准方式是重新加工出待重制模具镶块三个方向的垂直面；第二种重做待重制模具镶块基准方式是重新加工出待重制模具镶块底面、侧面垂直面和一个孔；第三种重做待重制模具镶块基准方式是重新加工出待重制模具镶块底面和两个孔径一样的孔，所说的孔为精确加工的孔，如销子孔或冲孔。3.根据权利要求1所述的一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，其特征在于，步骤二的具体过程如下：(1)由于模具在调试和生产使用中，还要进行多次调试修改、产品修改、匹配修改，有些待重制模具镶块要经历多次烧焊、加工后强度减弱等过程，致使待重制模具镶块型面及轮廓有烧焊残余、毛刺等表面缺陷，扫描前需要钳工对待重制模具镶块存在问题的区域进行手工修复，将待重制模具镶块的烧焊残余、毛刺等用砂轮机简单打磨去除，使待重制模具镶块表面趋近于光顺平滑，保证扫描后点云也光顺平滑，以保证逆向后的待重制模具镶块新加工数据型面光顺平滑、曲率连续；(2)有些待重制模具镶块型面存在暗坑、砂眼等质量缺陷，应对缺陷表面进行处理，选择腻子、树脂等便于填充型面且易加工的材料，对表面有缺陷的位置进行填平，并用砂纸进行研磨，使处理区域表面光顺平滑，保证扫描后点云也光顺平滑，以保证逆向后的待重制模具镶块的新加工数据型面光顺平滑、曲率连续。4.根据权利要求1所述的一种扫描重制模具镶块设计新加工数据的方法，其特征在于，步骤三的具体过程如下：(1)为保证扫描基准的精度，将修复后的待重制模具镶块放置在工作平台上，且摆放时将待重制模具镶块底面清擦干净，保证待重制模具镶块底面平面度要达到0.04；对待重制模具镶块实体的型面、结构面、轮廓、销孔、螺钉孔进行ATOS光学扫描；对待重制模具镶块区域型面扫描时，如果有冲孔工艺内容，应在待重制模具镶块的冲孔位置上插入相应的销子，扫描待重制模具镶块型面时将插入的销子一同扫描，以保证孔位的准确度；(2)按上述方式将待重制模具镶块再转至三座标测量机上，测量时保证被测孔边缘平滑无毛刺，避免测量机的适配器半球接触被测物体时有毛刺干扰影响测量精度；为保证两种设备测量基准统一，在三坐标测量机上测量时要利用ATOS...

【专利技术属性】
技术研发人员：王忠华，李悦，王强，张健，张立彪，高彤，
申请(专利权)人：中国第一汽车股份有限公司，
类型：发明
国别省市：吉林,22