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為了充分利用現(xiàn)代CAD/CAM技術的發(fā)展優(yōu)勢，使工廠生產(chǎn)的模具和產(chǎn)品符合CAD主體設計的圖形，其檢測和驗證均采用開放形式，以滿足利益要求。 

長期以來，模具制造商和客戶一直在使用著由CAD和CAM提供的數(shù)字技術。這些技術一直在設計和生產(chǎn)領域中應用，包括CNC數(shù)控加工、EDM放電加工及其他工藝領域。企業(yè)已經(jīng)從現(xiàn)代CAD/CAM技術的發(fā)展中獲得了巨大的利益。模具和產(chǎn)品的制造、檢測及驗證也是如此，它們必須符合CAD主設計圖形。為了達到這一目的，他們將以模型為基礎的現(xiàn)代計量軟件與3D數(shù)字檢測裝置組合在一起，其中包括移動式、固定式CMM坐標測量機和其他3D測量設備。

圖1 以CAD為基礎的系統(tǒng)在經(jīng)過實踐之后，能夠更好地處理工件模型，并在原始模型的基礎上，增添有組織的層次和色彩

以模型為基礎的定義

以模型為基礎的定義（MBD）并不是一種新的概念。這個概念的全面實現(xiàn)從一開始就已經(jīng)脫離了生產(chǎn)。一般來說，MBD的目標是消除圖紙及產(chǎn)品中其他過時的東西，以便優(yōu)化工藝以及減少偏差。MBD的優(yōu)點是可以列出一個長長的表格。其主要優(yōu)點是可以節(jié)省制圖費用、消除圖紙與CAD模型之間的偏差，加速設計和編制生產(chǎn)工藝的速度。在采用全數(shù)字化的協(xié)作方法以后，給企業(yè)帶來了很大的效益，包括給公司的經(jīng)銷商和客戶帶來的效益。

現(xiàn)代計量解決方案可以讓 MBD應用于整個產(chǎn)品的壽命周期中。近年來，數(shù)字測量技術已經(jīng)取得了巨大的進展，包括移動式CMM坐標測量機的水平也有了很大的提高。這幫助了更多的公司和部門采用這種技術。由于以模型為基礎的軟件解決方案的不斷發(fā)展，因此現(xiàn)在這些先進技術的潛力也得到了全面的發(fā)揮。

快速完成檢測

目前，零件和模具的CAD模型幾乎隨時都可以建立，而且CAD模型可直接應用于許多CMM測量機的軟件包中，有利于在CMM可編程坐標測量機上進行檢測。采用實時解決方案可以立即獲得更多的結(jié)果，以便馬上做出決策。

現(xiàn)代測量軟件是與CMM坐標測量機裝置一起使用的，例如它采用一種帶有關節(jié)的伸縮臂，利用現(xiàn)成的模型作為產(chǎn)品的主體數(shù)字定義。用戶將CAD模型輸入到計量軟件之中，并采用快速和簡單的程序，將檢驗物體在測量裝置上對照模型調(diào)整，然后就能夠立即獲得有關零件的精度信息。這種“虛擬測量”可以檢測出零件的哪個部位不符合公差尺寸，并立即向生產(chǎn)部門報告，說明零件需要修正的部位以及修正量。

如果采用老式的測量方法檢測，可能需要花費幾個小時甚至幾天。不是以CAD為基礎的測量方法，其速度較慢，產(chǎn)生誤差的幾率很高，而且有好多地方模糊不清。對于形狀復雜的零件而言，以CAD為基礎的檢測方法是惟一最實用的解決方案。老式的技術無非是提供X、Y和Z坐標值及一些相關的偏差值。采用硬質(zhì)探針裝置的CAD解決方案可立即提供實時信息。零件上的高點和低點都能看見，而且易于評價，偏差值非常清楚。對于由多種零件組裝的模具而言，采用CAD實況檢測就不用再擔心哪些零件不符合規(guī)格要求了。

數(shù)字建造和組裝

除了鑒別零件或模具在哪些地方不符合規(guī)格要求之外，以CAD為基礎的測量解決方案也可應用于數(shù)字計算機輔助生產(chǎn)和裝配。用戶還可以使用CAD模型，并在零件的某一點上設置一個探針，然后根據(jù)CAD模型的指示，采用實況屏幕指示器將零件、數(shù)據(jù)和小孔等放置到屬于它們的確切位置上。強大的計量軟件還可以讓溫度計和鈑金件類的制造商有能力去檢查和創(chuàng)建EOP（零件邊緣）修正值的位置線。

圖2 以模型為基礎的生產(chǎn)和檢測有利于促進合作和工藝控制

逆向工程

模具制造商在尋求新業(yè)務時，其所涉及的零件往往還沒有CAD模型，而現(xiàn)代生產(chǎn)工藝卻需要這樣的模型。從一個零件或工具的實體來創(chuàng)建一個模型的做法，通常稱之為逆向工程。如果采用CAD為基礎的計量軟件包來創(chuàng)建這個模型就比較容易，其創(chuàng)建的速度也比較快。

與實時數(shù)字裝置連接，用戶就可以通過一個硬質(zhì)探針，有組織地進行檢測并撿取這些數(shù)據(jù)，實時創(chuàng)建CAD實體。此硬質(zhì)探頭允許“掃描”一系列的檢測點，而采用接觸式探針是不可能做到的。無論是平面、錐面、圓柱面、球面，甚至更復雜的幾何形狀和曲面都可以進行測量，并在測量過程中自動地創(chuàng)建CAD幾何圖形。

在更強大的CAD軟件包內(nèi)還有專用工具，可通過硬質(zhì)探針或非接觸式裝置，例如激光掃描器撿取掃描數(shù)據(jù)，并創(chuàng)建精確平滑的表面。內(nèi)置實體模型對加速和簡化實時逆向工程工藝也是十分重要的。有了實體，用戶就可以采用擠壓、修整、切片和取芯等方法制取模型。如果采用實時方式，要做到這一切還是比較容易的，但工程設計需要大量的數(shù)據(jù)，并希望它們能夠利用這一切。

高效軟件解決方案

有大量的軟件解決方案可供實時CAD計量技術使用。與其他軟件相比，每一種軟件都有其不足的地方。因此在尋求最好的解決方案時，主要應考慮以下幾個方面的問題：

（1）CAD 模型應具有精確、容易閱讀和易于組織的能力。許多系統(tǒng)建立在專用閱讀器的基礎之上。這些系統(tǒng)可能會與一些比較大型的CAD模型發(fā)生沖突，容易造成逆轉(zhuǎn)表面常數(shù)、丟失表面的現(xiàn)象。以CAD為基礎的系統(tǒng)在經(jīng)過實踐之后，能夠更好地處理工件模型，并在原始模型的基礎上，增添有組織的層次和色彩。

（2）能夠閱讀本地CAD模型。大部分系統(tǒng)要求使用中性格式，還有更多適用于企業(yè)的系統(tǒng)可閱讀本地模型。

（3）真正的實時操作。老的技術只允許操作員提取數(shù)據(jù)，然后產(chǎn)生一個結(jié)果。而較新的系統(tǒng)可進行實況檢測，能夠立即提供“虛擬測量”的操作。

（4）現(xiàn)代校正技術。所有計量系統(tǒng)都有一些方法校正CAD模型與裝置和零件的關系。較新的方法采用自動化校正工具，易于創(chuàng)建、易于學習，能以模型的形式儲存，因此每次校正都非常快速，而且每次都采用同樣的方式。

（5）能提供內(nèi)容豐富的定式化報告。重要的是其提供定式化報告的能力，可顯示和打印彩色圖像，與Microsoft Excel類軟件兼容。

（6）Best-fit軟件可控制6軸以上。為了充分利用現(xiàn)有的全系列公差，采用經(jīng)過實踐考驗的精確算法，Best-fit軟件允許將數(shù)據(jù)設置成相對于模型可以交換的形式。

（7）MBD的全面支持。軟件需要具備在模型中設置特殊公差、數(shù)據(jù)極限和實體ID的能力。現(xiàn)代系統(tǒng)能夠直接從本地模型中讀取這些元素。

（8）具有與各種類型的測量裝置和工廠兼容的特性，允許在企業(yè)內(nèi)共享一個計量平臺。

以模型為基礎的生產(chǎn)和檢測可以提供精益生