白光测量系统在模具制造中的新型应用

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1、自光测量系统在模具制造中的新型应用NewApplicationofWhiteLightMeasurementSysteminMoldManufacture海克斯康测量技术(青岛)有限公司刘霜■—jd■‘=刘霜2004年毕业于南京航空航天大学机电工程学院．同年加入海克斯康测量技术(青岛)有限公司从事三坐标培训及应用工作。目前主要研究方向为非接触测量、便携设备，大尺寸测量的应用殛方案支持。模具试制过程中的问题现代模具制造及CAD／CAM／CAE的技术13益成熟，越来越多的程式化、标准化生产技术应用的出现，都在推进模具行业各个环节往更快速，更完善的方向发展。如何能够在模具设

2、计完成之后更高效地完成模具56航章制造技术·2011年第2l期随着目前模具生产厂家对现场质量控制、流程优化、数据保存等要求的不断提高，也要求测量设备能够提供更加及时、准确、直观的反馈模式。拍照式便携设备以其优越的车间现场适应性能，测量数据的可靠性，软件功能的完备性也将越来越多地出现在模具车间里。成为生产加工中非常有利的辅助工具，为缩短模具的生产周期及降低成本节约带来新的应用方案。从制造到试生产再到真正投入实际生产的过程，成为了更需要解决的问题。将检测设备贯穿在模具的制造环节中，能够对加T中的模具进行阶段性有效的监控和检查，快速反馈制造中的问题，为_T程人员的丁艺修改提

3、供依据；将检测设备应用在试制阶段中，能够利用虚拟或实际的配合关系分析，对模具合模状态提前预警，大大缩短了周期并降低了制作成本；将检测设备应用在模具验收阶段中．可以以数字化的形式记录模具状态、数据备份，从而为后期模具修改及恢复提供原始依据。与模具相关的检测或问题诊断往往发生在制造、生产和实际应用过程中．1『『Ii模具重量较大，一般都不易搬离．因此测量设备除功能要满足检测要求以外，设备本身还要具备能够在焊接、冲压等恶劣环境条件下工作，并且方便移动的性能。而常规的固定式检测设备

4、大J为其欠缺方便移动和大范同(10℃以上)温度变化适应能力，因此在模具现场测量的应用巾略显不足。

5、白光拍照测量技术及主要应用近年味，T业测量不再只局限于局部点及形位公差的测量，而是在此基础上更侧重于最终产品的外观形状的质量控制、因此光学测量技术以其测量数槲的完备性、测量及分析方——一。。必业。!。：—型塑盐法的多样性而在工业测量中占有越来越大的比例。作为光学测量的一种，白光拍照式测量设备(如图1)具有高效、便携、快速的特点，既能够在模具生产环境及制造过程中进行丁作，同时又能满足模具制造过程中检测的需求，因此在模具的整个制造环节中发挥着越来越重要的作用。CognitenswLs400由一个投影镜头及3个拍照镜头组成，采用高速单幅立体成像与无规则点阵投影口秒呦秒匣2C

6、ognitensWLS400的工件拍照CBillCognitensWLS400设备相结合的技术，3个拍照镜头可以在0．0Is之内快速捕捉投影镜头所投射在工件表面的点阵图像，进而在软件中形成所拍摄物体表面的数据。由于高频快门数据采集时间极短，毫秒之间即可从测量物体表面获取数据信息，测量性能不受振动、工业照明或温度变化的影响，3个镜头从不同角度捕捉测量数据，也同时保证了设备对各种材料反射的适应能力，无需喷粉等特殊处理。在镜头所拍摄的结果数据中，除模具或工件表面上的点云(用于曲面形状分析)之外，还包括了专门针对特征计算的照片数据，保证了一r件数据的全面性和高精度。图2为Co

7、gnitensWLS400的工件拍照图像。另外，测量头本身安装在移动三角支架上，并同时集成控制器、操作电脑、遥控器、电缆于一身，结构紧凑、操作简便，使用者可以方便的在·i-●i一—一’—__

8、’_、一一一■矗■■●■‘—●I．·-‘印F—ii—而i明伊—■司图3手动型白光测量系统白光拍照设备在模具制造中的实际应用CognitensWLS400白光设备采集数据时间短的特点使得测量可直接在模具车间进行，现场快速反馈模具的状态，为现场修模及模具研配提供数据指导，完善模具加工和生产的数据库体系．在模具试生产的零件统计分析中也起到重要的作用，从而大大减少了试生产及检具的费用，通

9、常的测量过程如图5所刁Ro(1)对于预加工及加工过程中的模具．使用WLS400对工件表面进行拍照后，在软件中将点云数据和理论的CAD数模(通过工艺或设计基准)进行对齐，然后便可以对数据进行色差分析。如图6所示，不同的颜色代表测量位置在公差带中所’。‘●●一-●___‘。--●●●●●一一●●●_●●一●●-__‘--‘_●，__●____-__。●，圈5白光测量流程2011年第21期·航空制造技术57磁图6模具型面分析处的状态，在示例中。工件的合格状态为绿色(0lmm～0lmm)，红色为极限正超差，蓝色为极限负超差。通过色差图比对，工艺和制造人员可以