CN112150637B - 一种基于三次元坐标测量的修模快速改图方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，涉及塑胶模具加工技术领域，通过利用Excel的计算能力、Creo中三维坐标系与三次元坐标测量中三维坐标系的对应性，将三次元坐标测量产品得到的各测量点的坐标值对应到模具模型中，并通过投影的方式找到在模具表面各测量点的坐标值，实现在模具模型中快速找到三次元坐标测量产品的成百上千个测量点，大大缩短了修改模具图档的时间，缩短了模具的维修周期，同时能够避免人工处理造成的数据错误，可靠性更高，提升了修模质量和效率。
Description
技术领域
本发明涉及塑胶模具加工技术领域，特别是涉及一种基于三次元坐标测量多点位数据模具修模快速改图方法。
背景技术
随着科技的发展，测量塑胶产品的方法已经由使用投影、二次元等方式发展为使用三次元坐标及CT扫描方式，既提升了测量的质量，又提升了测量的效率，也给模具的维修提供更多且更准的数据，减少了模具修改次数，降低了生产成本。三次元坐标测量是指采用三坐标测量机进行测量或使用工业用CT(Computed Tomography)扫描仪进行测量。
通过三次元坐标及CT扫描的方式测量产品点位所得到的数据少则几百个，多则几千上万个，大大增加了制定模具修模方案的工作量，增加了设计修改模具图档的时间和数据处理错误导致重新修改的风险。
因塑胶产品在模具成型后会发生收缩和变形，这种收缩和变形的量预估不准，所以在试模过程中，所测量的产品尺寸很容易超出图纸的公差范围，一旦超出图纸的公差范围则不满足制造要求，需要修改模具。而测量所体现的数据是注塑冷却后经过收缩和变形后的塑料制件，模具图的修改是在此测量数据基础上进行的，会出现理论点位置与实际点位置不重合，导致修改图档之前要花大量时间将测量数据点位一个一个的在模具零件上找出来，再选择加材料或减材料的方式通过创建点、线和面的方式修改、调整零件图后再加工。
现有技术中，是以人工的方式一个点一个点地找，然后在每个点上输入数据进行修改，这种改图的方式既费时又费力，并且还极容易出现人为操作错误导致零件报废，还对设计师的技术经验有较高的要求。
发明内容
针对现有技术中的上述问题，本发明提供了一种基于三次元坐标及CT扫描的修模快速改图方法，解决了现有技术中注塑产品上通过三次元坐标及CT扫描测得众多超差点位的数据需要人工一个一个地匹配到设计图进行修改费时费力且容易出错的问题。
为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案如下：
提供一种基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其包括如下步骤：
S1，通过三次元坐标测量仪获得注塑成型后产品在三维坐标系中的各测量点的实际数据；
S2，将产品在各测量点的实际数据、理论数据罗列于表格中并计算得到每个测量点需要修改的数据；
S3，在Creo中，在原模具模型上对应地建立与步骤S1中测量产品的三维坐标系原点相同且X轴、Y轴、Z轴方向相同的改图坐标系；
S4，在改图坐标系中创建数据导入基准点，设置导入数据的小数位数，并避免导入数据四舍五入；
S5，以数据导入基准点为基准，以表阵列的方式，将各测量点的理论数据导入到改图坐标系中形成理论测量点；
S6，以任一理论测量点为起点在该点所处的Z平面内绘制不平行于X轴且不平行于Y轴的短斜线，将短斜线投影至需要修改的模具模型面上得到投影短斜线，在投影短斜线上理论测量点所对应的位置创建点特征得到模具基准点；
S7，参考数据导入基准点阵列成理论测量点的方式将短斜线、投影短斜线和模具基准点进行阵列得到理论测量点对应到模具模型上的模具实际测量点；
S8，隐藏理论测量点，提取模具实际测量点的坐标数据并导入到表格中与S2中产品在对应测量点需要修改的数据相加或相减得到修模点位数据；
S9，将修模点位数据导入Creo中修改模具图。
本发明的有益效果为：利用Excel的计算能力、Creo中三维坐标系与三次元坐标测量中三维坐标系的对应性，将三次元坐标测量产品得到的各测量点的坐标值对应到模具模型中，并通过投影的方式找到在模具表面各测量点的坐标值，实现在模具模型中快速找到三次元坐标测量产品的成百上千个测量点，大大缩短了修改模具图档的时间，缩短了模具的维修周期，同时能够避免人工处理造成的数据错误，可靠性更高，提升了修模质量和效率；整个操作过程简单易学，操作中的难点均通过巧妙利用软件的现有功能实现，降低了对设计师经验的依赖性，节省了人力成本，提升了修模质量，并且此方法适用于所有不同特征零件，比如平面修改、曲面修改、水平面及侧面整周的打点修改等等。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。
该基于三次元坐标测量的修模快速改图方法包括如下步骤：
S1，通过三次元坐标测量仪获得注塑成型后产品在三维坐标系中的各测量点的实际数据，测得的数据以断面测量的方式获得，即在几个至多十几个Z坐标值处测量产品在该平面上的若干X坐标值和Y坐标值。
S2，在Excel表格中，将产品在各测量点的实际数据填写一列，将产品在各测量点的理论数据填写一列，坐标值中均包含有正号或负号，比如落在X-Y坐标系的第一象限中，X坐标值和Y坐标值均为正数，第二象限中，X坐标值为负数，Y坐标值为正数。在后一列中使用求和公式得到每个测量点需要修改的数据，需要修改的数据也均为带有正号或负号的坐标值，并依次对每一个测量点进行标号以便于容易识别。
S3，在Creo中，按照S1中测量产品的三维坐标系在原模具模型上对应地建立改图坐标系，原模具模型是指在模具加工前绘制加工图时所建的模型，其尺寸数值均与注塑成型产品的模具实物理论值相同。由于模具模型中有成型产品的模腔，模腔的形状与产品相同，仅在尺寸上预留有收缩、变形量，所以可以将测量产品的三维坐标系原点在模具模型上的对应位置处建立，同时X轴、Y轴和Z轴能够保持方向一致。
S4，在改图坐标系中创建数据导入基准点，并设置导入数据的小数位数，避免四舍五入。
在改图坐标系中创建数据导入基准点的方法为：
以在S1中各测量点的Z坐标处建立与X-Y坐标平面平行的Z平面，在每个Z平面中的X-Y坐标系的第一象限中创建点特征并将该点特征的X坐标值和Y坐标值均更改为零得到所述的数据导入基准点，对每个数据导入基准点进行S5～S7。
设置导入数据的小数位数，避免四舍五入的具体操作步骤为：
Creo软件中，选择文件菜单中的选项命令，在弹出的选项窗口左侧选择配置编辑器，点查找按钮，然后在输入关键字栏输入“default_dim_num_digits_changes”，选择立即查找，在找到的设置信息后将设置值改为“yes”，选择添加/更改，即完成避免四舍五入的操作。在输入关键字栏输入“default_dec_place”选择立即查找，在找到的设置信息后将设置值改为“3”，选择添加/更改，依次选择关闭和确定按钮即完成对导入数据的小数位数设置成三位的设置。
S5，以数据导入基准点为基准，按照表阵列的方式，将S2中Excel表格里各测量点的理论数据导入到改图坐标系中形成理论测量点。按照表阵列的方式，将S2中产品在各测量点的理论数据导入到改图坐标系中形成理论测量点的具体方法为：
在Creo中，以S4中的数据导入基准点进行特征阵列操作，并在弹出的对话框中选择表阵列方式，在表阵列方式下的对话框进行编辑，将S2中产品在各测量点的理论数据复制粘贴到表编辑器窗口中并保存，关闭表编辑器窗口，在随后显示的阵列结果预览状态对话框中点击确认。
S6，以任一理论测量点为起点在该点所处的Z平面内绘制不平行于X轴且不平行于Y轴的短斜线，短斜线的长度为0.5～1mm。由于在Creo中，无法投影点特征，所以必须建立一条短斜线来进行投影，所投影出去的投影短斜线的端点也就是短斜线对应端点的投影，通过该种方式完成理论测量点的投影。理论测量点不包含所述数据导入基准点，如果选择导入基准点绘制短斜线进行投影，投影点很容易落在模具模型表面以外，导致准确性降低，所以尽可能不要选择数据导入基准点绘制短斜线进行投影。
使用投影命令将短斜线投影到需要修改的模具模型表面上，在投影命令对话框中的“方向”一栏中应根据实际情况选择“垂直于曲面”或“沿方向”，以保证短斜线的两端均能够投影在模具的模型表面上。需要注意的是，在选择待投影的曲面时，需要将修改的点的面全部选择，比如需要修改零件全周360度，则需要把零件360度全周的面一并选择。
投影得到投影短斜线，在投影短斜线上理论测量点所对应的位置创建点特征得到模具基准点。
S7，使用阵列命令依次对短斜线、投影短斜线和模具基准点进行阵列，阵列方式均选择参考，使得所有的阵列均能够参考数据导入基准点阵列成理论测量点的方式，以得到所有的理论测量点对应到模具模型上的模具实际测量点。
S8，在所有的模具实际测量点建立电特征，然后将模具模型文件中所有的辅助建立的点均隐藏，仅保留投影到模具表面上的模具实际测量点，将仅显示有模具实际测量点的模具模型导出为IGES文件，类型选择“基准曲线和点”，坐标系选择S3中建立的改图坐标系。
使用Creo再次打开导出的IGES文件，配置选择为“小平面”，把过滤的曲线类信息选择否，在软件对话框顶部工具条选项卡上选择“保存”命令将文件存为pts文件，再使用记事本软件打开pts文件以显示模具实际测量点的三维坐标数据，然后将模具实际测量点的三维坐标数据复制粘贴到Excel中，使用Excel中的计算公式提取的坐标数据与S2中产品在对应测量点需要修改的数据相加或相减得到修模点位数据。
S9，将修模点位数据通过Creo建立曲线命令或偏移坐标系命令导入点再构建曲线得到模具修改补偿的点和曲线，通过曲线使用边界混合命令生成三维曲面，再使用三维曲面与模具模型求和、求差或替换得到修改后的模具模型。
Claims (8)
1.一种基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1，通过三次元坐标测量仪获得注塑成型后产品在三维坐标系中的各测量点的实际数据；
S2，将产品在各测量点的实际数据、理论数据罗列于Excel表格中并计算得到每个测量点需要修改的数据；
S3，在Creo中，在原模具模型上对应地建立与步骤S1中测量产品的三维坐标系原点相同且X轴、Y轴、Z轴方向相同的改图坐标系；
S4，在改图坐标系中创建数据导入基准点，设置导入数据的小数位数，并避免导入数据四舍五入；
S5，以数据导入基准点为基准，以表阵列的方式，将各测量点的理论数据导入到改图坐标系中形成理论测量点；
S6，以任一理论测量点为起点在该点所处的Z平面内绘制不平行于X轴且不平行于Y轴的短斜线，将短斜线投影至需要修改的模具模型面上得到投影短斜线，在投影短斜线上理论测量点所对应的位置创建点特征得到模具基准点；
S7，参考数据导入基准点阵列成理论测量点的方式将短斜线、投影短斜线和模具基准点进行阵列得到理论测量点对应到模具模型上的模具实际测量点；
S8，隐藏理论测量点，提取模具实际测量点的坐标数据并导入到Excel表格中与步骤S2中产品在对应测量点需要修改的数据相加或相减得到修模点位数据；
S9，将修模点位数据导入Creo中修改模具图。
2.根据权利要求1所述的基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，在改图坐标系中创建数据导入基准点的方法为：
在步骤S1中各测量点的Z坐标处建立与X-Y坐标平面平行的Z平面，在每个Z平面中的X-Y坐标系的第一象限中创建点特征并将当前点特征的X坐标值和Y坐标值均更改为零得到所述数据导入基准点，对每个数据导入基准点执行步骤S5~步骤S7。
3.根据权利要求1所述的基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，所述步骤S5进一步包括：
在Creo中，以步骤S4中的数据导入基准点进行特征阵列操作，并在弹出的对话框中选择表阵列方式，在表阵列方式下的对话框进行编辑，将步骤S2中产品在各测量点的理论数据复制粘贴到表编辑器窗口中并保存，关闭表编辑器窗口，在随后显示的阵列结果预览状态对话框中点击确认。
4.根据权利要求1所述的基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，步骤S6中的所述短斜线的长度为0.5~1mm。
5.根据权利要求1所述的基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，步骤S6中的所述理论测量点不包含所述数据导入基准点。
6.根据权利要求1所述的基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，步骤S6中在投影所述短斜线时，需要同时选择所有的待投影的模型表面。
7.根据权利要求1所述的基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，所述步骤S8中提取模具实际测量点的方法为：
将仅显示有根据理论测量点找出的模具实际测量点的模具模型以基准曲线和点的类型导出为IGES文件；使用Creo再次打开导出的IGES文件进行重新配置并存为pts文件，再使用记事本打开pts文件以显示模具实际测量点的三维坐标数据，然后将模具实际测量点的三维坐标数据复制粘贴到Excel表格中。
8.根据权利要求1所述的基于三次元坐标测量的修模快速改图方法，其特征在于，将修模点位数据导入Creo中修改模具图的具体方法为：
将修模点位数据通过Creo建立曲线命令或偏移坐标系命令导入点再构建曲线得到模具修改补偿的点和曲线，通过曲线使用边界混合命令生成三维曲面，再使用三维曲面与模具模型求和、求差或替换得到修改后的模具模型。
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