一种制造技术

本发明专利技术公开了一种

【技术实现步骤摘要】
一种Tooling数字化系统以及方法


[0001]本专利技术涉及
Tooling
设计
，更具体地说是一种
Tooling
数字化系统以及方法
。

技术介绍

[0002]现有的
Tooling
设计是在
3D CAD
中重复的加载
3D
模型零件以及对加载的
3D
模型零件重复的添加各种约束，这是一个重复
、
浪费时间
、
耗费人工的过程
。Tooling
搭建如果要求高，会先需要机器人配合来高精度搭建，如果对搭建要求不高，会大致搭建一下，然后把
Tooling
模型放到压机中重新人工修调；机器人配合高精度搭建的方案会占用很大的空间，并且不方便携带的种种不足，如果通过大致搭建依靠人工精修的方式安装会占用大量的时间且不方便操作
。
已经存在
Tooling
模型，大部分在压机中精修的，
Tooling
模型在压机中不精修容易损害压机照成损失；如果要对已经存在
Tooling
模型进行逆向扫描，现在大部分是对
Tooling
整个零件进行逆向扫描，有的是经过手动间接测量，这样在后期使用以及设计人员微调
Tooling
中的部分零件时不能直接使用，并且精度不高
。
[0003]Tooling
设计
、Tooling
搭建
、Tooling
逆向扫描在实际中有各种方案来实现，但是没有方案把这三个模块连接起来其中的原因是：三个模块之间的传递的数据不统一，不能在三个模块中直接使用；没有一个统一的零件信息库直接应用与三个模块；三个模块的数据导出方式不能直接导出简单明了的数据
。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术的上述缺陷，本专利技术提供一种基于视觉系统
、3D CAD
二次开发
、3D
模型之间约束求解
、3D
模型零件信息库和
Unity3D
虚拟引擎的
Tooling
数字化系统
。
[0005]本专利技术技术方案如下：
[0006]一种
Tooling
数字化系统，包括视觉系统模块
、
机械模块
、3D CAD
二次开发模块
、3D
模型之间约束求解模块
、3D
模型零件信息录制模块
、3D
模型零件信息库模块
、Tooling
搭建模块
、Tooling
逆向扫描模块
、Unity3D
虚拟引擎显示模块，其中：
[0007]所述
3D CAD
二次开发模块，对
3D CAD
进行二次开发；
Tooling
在
3D CAD
设计中，可以完成避免在零件文件系统中重复查找
Tooling
支杆的零件加载的功能，以及可以完成避免在
3D CAD
中重复的对零件进行添加约束的功能；
[0008]所述视觉系统模块，通过相机获取
Tooling
中端拾器的位姿，以及通过相机识别
Tooling
中各个零件；
[0009]所述
3D
模型之间约束求解模块，通过
Tooling
支杆的信息以及
Tooling
支杆中的端拾器位姿，实现
Tooling
支杆中各个零件的自动约束连接并获取
Tooling
支杆中约束好的零件位姿；
[0010]所述
Unity3D
虚拟引擎显示模块，实现对
Tooling
的搭建进行
3D
显示，以及对
Tooling
逆向扫描的模型进行显示
。
[0011]所述
3D
模型零件信息录制模块，实现对
3D
模型零件的信息进行录制功能；录制功能依靠
3D CAD
二次开发模块以及
3D CAD
完成
。
[0012]所述
3D
模型零件信息库模块，是通过
3D
二次开发模块以及
3D CAD
对
Tooling
设计所使用到的
3D
模型零件进行录制，把
3D
模型零件的信息保存在数据库中和文件库中
。
其中
3D
模型零件的信息包含零件的种类
、
名称
、
初始位姿
、
所属产线等信息，文件库中包含
3D CAD
可以使用的零件类型和在
Unity、3D
模型之间约束求解模块中可以用到的零件类型
。
[0013]所述机械模块，负责视觉系统模块中硬件部分的布置
、Tooling
搭建模块安装
Tooling
中的主臂方便
Tooling
支杆中零件的搭建
、
以及
Tooling
逆向扫描模块中
Tooling
模型的放置方便扫描
。
[0014]所述
Tooling
搭建模块，通过
3D
二次开发模块以及约束求解模块，实现
Tooling
支杆在
3D CAD
中的设计位姿与
Tooling
支杆在实际搭建中的真实位姿进行比较
。
[0015]所述
Tooling
逆向扫描模块，通过视觉系统模块以及约束求解模块对已经存在的
Tooling
模块进行逆向扫描
。
实现对已经存在的
Tooling
模型中的各个零件的搭建复现
。
[0016]一种
Tooling
数字化方法，包括步骤
L、
步骤
T、
步骤
K、
步骤
D
，其中
[0017]步骤
L
包括：
[0018]L1、
有零件需要录制时，需要在
3D CAD
中对该零件添加约束规则；
[0019]L2、
在步骤
L1
完成后，需要把该零件进行分类；
[0020]L3、
在完成步骤
L1
和步骤
L2
后，把零件的信息添加到数据库中，并且把对应的零件添加零件文件库，零件库中的零件会保存在
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：包括视觉系统模块
、
机械模块
、3D CAD
二次开发模块
、3D
模型之间约束求解模块
、3D
模型零件信息录制模块
、3D
模型零件信息库模块
、Tooling
搭建模块
、Tooling
逆向扫描模块
、Unity3D
虚拟引擎显示模块，其中：所述
3D CAD
二次开发模块，对
3D CAD
进行二次开发；
Tooling
在
3D CAD
设计中，可以完成避免在零件文件系统中重复查找
Tooling
支杆的零件加载的功能，以及可以完成避免在
3D CAD
中重复的对零件进行添加约束的功能；所述视觉系统模块，通过相机获取
Tooling
中端拾器的位姿，以及通过相机识别
Tooling
中各个零件；所述
3D
模型之间约束求解模块，通过
Tooling
支杆的信息以及
Tooling
支杆中的端拾器位姿，实现
Tooling
支杆中各个零件的自动约束连接并获取
Tooling
支杆中约束好的零件位姿；所述
Unity3D
虚拟引擎显示模块，实现对
Tooling
的搭建进行
3D
显示，以及对
Tooling
逆向扫描的模型进行显示
。2.
根据权利要求1所述的一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：所述
3D
模型零件信息录制模块，实现对
3D
模型零件的信息进行录制功能；录制功能依靠
3D CAD
二次开发模块以及
3D CAD
完成
。3.
根据权利要求1所述的一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：所述
3D
模型零件信息库模块，是通过
3D
二次开发模块以及
3D CAD
对
Tooling
设计所使用到的
3D
模型零件进行录制，把
3D
模型零件的信息保存在数据库中和文件库中；其中
3D
模型零件的信息包含零件的种类
、
名称
、
初始位姿
、
所属产线等信息，文件库中包含
3D CAD
可以使用的零件类型和在
Unity、3D
模型之间约束求解模块中可以用到的零件类型
。4.
根据权利要求1所述的一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：所述机械模块，负责视觉系统模块中硬件部分的布置
、Tooling
搭建模块安装
Tooling
中的主臂方便
Tooling
支杆中零件的搭建
、
以及
Tooling
逆向扫描模块中
Tooling
模型的放置方便扫描
。5.
根据权利要求1所述的一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：所述
Tooling
搭建模块，通过
3D
二次开发模块以及约束求解模块，实现
Tooling
支杆在
3D CAD
中的设计位姿与
Tooling
支杆在实际搭建中的真实位姿进行比较
。6.
根据权利要求1所述的一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：所述
Tooling
逆向扫描模块，通过视觉系统模块以及约束求解模块对已经存在的
Tooling
模块进行逆向扫描；实现对已经存在的
Tooling
模型中的各个零件的搭建复现
。7.
根据权利要求1所述的一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：视觉系统模块中，获取
Tooling
模型中各个零件的信息以及
Tooling
的端拾器的实际位姿，所以需要识别
Tooling
模型中各个零件的名称
、
类别以及
Tooling
模型中端拾器相对于世界坐标的旋转平移矩阵；这个模块包含零件检测识别算法以及标记旋转平移矩阵算法，其中：零件检测识别算法：对各个零件在各个位姿下的图像数据采集，然后对各个零件进行标注，通过深度学习模型对数据进行训练，在相机采集到图像后对每个相机采集的图像进行检测识别；标记旋转平移矩阵算法：通过零件检测识别算法检测标记在图像中的位置，然后计算每个标记到世界坐标的旋转平移矩阵；标记到世界坐标的旋转平移矩阵计算，这里的标记
是一块
5*5
圆斑标记，通过对标记中的圆斑的边缘进行检测，计算圆斑边缘的亚像素以及每个圆斑亚像素边缘的中心；在已知相机内参和标记圆斑中心实际参数，计算实际标记到相机的旋转平移矩阵；在已知标记在世界坐标上的位姿，计算其他标记与已知世界坐标的标记之间的旋转平移关系
。8.
根据权利要求1所述的一种
Tooling
数字化系统，其特征在于：
3D
模型之间约束求解模块中，
3D
模型之间约束求解算法为：
a.
因为
3D
模型之间的约束大部分是直接使用现有的
3D
软件进行计算的，并且在本项目中有些部分不能直...

【专利技术属性】
技术研发人员：武胜超，张伟，
申请(专利权)人：武汉维谘信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：