MBD技術(shù)在數(shù)字化三維檢測(cè)工藝系統(tǒng)中的應(yīng)用

王衛(wèi)蘋

【摘? 要】數(shù)字化集成制造系統(tǒng)包含數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)，且是其中最重要的部分之一，而數(shù)字化集成制造系統(tǒng)的不斷發(fā)展也推動(dòng)了數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)在工程建設(shè)中的應(yīng)用需求。因此，論文進(jìn)一步論述何為MBD，以MBD技術(shù)的數(shù)字化三維檢測(cè)原理為依據(jù)，對(duì)數(shù)字化三維檢測(cè)工藝系統(tǒng)應(yīng)用MBD技術(shù)展開(kāi)分析。

【Abstract】Digital integrated manufacturing system includes digital detection technology， and is one of the most important parts. The continuous development of digital integrated manufacturing system also promotes the application requirements of digital detection technology in engineering construction. Therefore， this paper further discusses what MBD is， and analyzes the application of MBD technology in the digital three-dimensional detection technology system based on the principle of MBD technology.

【關(guān)鍵詞】MBD技術(shù);數(shù)字化三維檢測(cè);檢測(cè)工藝系統(tǒng);應(yīng)用

【Keywords】MBD technology; digital three-dimensional detection; detection process system; application

【中圖分類號(hào)】TG806? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?【文章編號(hào)】1673-1069（2020）06-0180-02

1 引言

制造業(yè)企業(yè)在向現(xiàn)代化企業(yè)發(fā)展過(guò)程中，勢(shì)必從產(chǎn)品設(shè)計(jì)到質(zhì)量檢測(cè)整個(gè)過(guò)程實(shí)現(xiàn)數(shù)字化，因此，以二維圖紙的模擬量傳遞不足以為此提供技術(shù)支撐，必須轉(zhuǎn)換成三維數(shù)學(xué)模型的數(shù)字量傳遞。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，根據(jù)三維數(shù)學(xué)模型為基礎(chǔ)，在模型中定義零件尺寸、產(chǎn)品裝配信息、零件技術(shù)要求和形位公差信息等，最終形成信息完整的MBD模型。在后續(xù)的檢測(cè)環(huán)節(jié)中，以MBD模型為基礎(chǔ)，制定有效的工藝檢測(cè)方案和檢測(cè)模型，讓零部件檢測(cè)有效地完成。

2 MBD的概念

MBD是在產(chǎn)品加工制造過(guò)程中將二維圖紙對(duì)產(chǎn)品特征描述和共享的工程定義，實(shí)現(xiàn)數(shù)字化信息傳遞轉(zhuǎn)換為以三維產(chǎn)品模型對(duì)材料信息、加工制造要求、尺寸標(biāo)準(zhǔn)、公差許可、檢驗(yàn)要求等信息描述的數(shù)字化定義。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造完全區(qū)別于傳統(tǒng)食物設(shè)計(jì)制造，將產(chǎn)品研制流程轉(zhuǎn)換成了定義流程，并且形式也由串行轉(zhuǎn)變?yōu)椴⑿?，信息傳遞方式由模擬量傳遞轉(zhuǎn)變?yōu)閿?shù)字量傳遞，生產(chǎn)組織管理模式也更加趨向于扁平化管理，物流和信息流共同轉(zhuǎn)變配制方向，數(shù)字化工藝裝備被普遍應(yīng)用。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)應(yīng)用的普及，讓航空裝備研制從管理模式、技術(shù)手段都發(fā)生了重大轉(zhuǎn)變和革新。

3 數(shù)字化三維檢測(cè)的基本原理

數(shù)字模型成立于三維坐標(biāo)空間中，其中包含了多種幾何要素，它們共同組成了數(shù)字模型。幾何要素中主要是點(diǎn)、線、面等，它們的形成結(jié)構(gòu)包含了大量的矢量點(diǎn)，其屬性包括矢量、位置、形狀等。通過(guò)不同的幾何特征會(huì)給測(cè)量軟件反饋數(shù)字模型上的重要元素，以此來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)字化檢測(cè)，將測(cè)量結(jié)果以數(shù)字理論量值的形式體現(xiàn)出來(lái)，數(shù)字理論量值為采用三坐測(cè)量機(jī)測(cè)量實(shí)際零件提供依據(jù)。MBD數(shù)字化檢測(cè)的主旨之一就是數(shù)字傳遞，另一個(gè)就是數(shù)字驅(qū)動(dòng)[1]。

4 MBD技術(shù)下數(shù)字化三維檢測(cè)工藝的應(yīng)用內(nèi)容

MBD技術(shù)作用下的制造環(huán)境，零件的三維數(shù)字模型不僅體現(xiàn)了零件的幾何數(shù)據(jù)，同時(shí)也體現(xiàn)了零件的產(chǎn)品制造信息，產(chǎn)品工藝制造流程以及產(chǎn)品質(zhì)量檢驗(yàn)全部依托于數(shù)字模型。MBD技術(shù)下的數(shù)字化檢測(cè)工藝技術(shù)區(qū)別于傳統(tǒng)檢驗(yàn)?zāi)Ｊ?，主要有模型可檢測(cè)性分析、檢測(cè)工藝仿真、檢測(cè)實(shí)施、檢測(cè)工藝規(guī)劃、檢測(cè)工藝審簽、產(chǎn)品質(zhì)量分析和檢測(cè)結(jié)果表達(dá)等技術(shù)方面。

4.1 模型檢測(cè)性分析

①檢測(cè)模型定義。MBD對(duì)數(shù)據(jù)源的單一性需求以及檢測(cè)模型全面的檢測(cè)信息，要求定義檢測(cè)模型。MBD檢測(cè)模型中主要有零件尺寸信息、輪廓信息、形狀信息、定位信息以及定向信息等，除這些幾何信息外，還包括非幾何信息，如檢測(cè)工藝信息等。部分時(shí)候的模型檢測(cè)僅限于測(cè)量檢測(cè)模型的其中幾個(gè)信息，CAD軟件實(shí)現(xiàn)了檢測(cè)模型待檢信息通過(guò)顏色或者圖層區(qū)分的功能，這樣就方便了待檢信息的提取。②模型規(guī)范檢查。產(chǎn)品設(shè)計(jì)時(shí)，有時(shí)會(huì)因?yàn)槠渌说墓ぷ魇д`，造成檢測(cè)模型標(biāo)準(zhǔn)無(wú)序或者信息缺失等問(wèn)題，這樣檢測(cè)系統(tǒng)就無(wú)法正常獲取和識(shí)別檢測(cè)模型的全部信息。因此，需要制定關(guān)于模型的檢查標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，將標(biāo)準(zhǔn)信息和特征結(jié)合在一起，對(duì)檢測(cè)模型中存在的檢測(cè)信息不完整或者不規(guī)范問(wèn)題進(jìn)行檢查，與此同時(shí)，利用檢測(cè)設(shè)備將檢測(cè)目標(biāo)在目前的檢測(cè)設(shè)備資源庫(kù)中進(jìn)行分析，通過(guò)最終的檢查報(bào)告確定檢測(cè)模型是否規(guī)范，并最終將結(jié)果反饋到設(shè)計(jì)部，為他們修改檢測(cè)模型提供依據(jù)。③未標(biāo)注公差數(shù)據(jù)處理。一般情況下，對(duì)于零件設(shè)計(jì)模型中與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)尺寸公差無(wú)差異的情況下，無(wú)需進(jìn)行標(biāo)注，這樣可以讓設(shè)計(jì)人員將精力投入其他更重要的事項(xiàng)中，零件檢測(cè)時(shí)，實(shí)際測(cè)量值與檢測(cè)模型理論值之間的差距確定其是否超差。因此，在檢測(cè)時(shí)，檢測(cè)尺寸公差數(shù)據(jù)必須完整地標(biāo)注在模型中。建立公差標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)，通過(guò)CAD軟件將檢測(cè)模型中未標(biāo)注的公差尺寸找出來(lái)，并將這些公差尺寸以標(biāo)準(zhǔn)公差數(shù)據(jù)庫(kù)中的公差標(biāo)準(zhǔn)加以標(biāo)注，最終的檢測(cè)模型完整地標(biāo)注了公差尺寸數(shù)據(jù)。