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面面俱到,步步领先

————介绍COORD3公司的先进测量软件ARCO CAD

 

张志成,意大利COORD3公司北京代表处

——介绍COORD3公司的先进测量软件ARCO CAD

 

一:测量软件简介:

 

意大利COORD3公司是世界知名的三坐标测量机专业制造商,在中国获得较多的市场份额,尤其在汽车模具行业,取得了很大的成功,这些成就得益于COORD3公司拥有自主知识产权的机械,电器和软件产品,能以足够的竞争力立足市场,尤其是其主力软件——ARCO CAD,已经成为市场上的主流软件之一。

 

ARCO软件是COORD3公司采用最新软件技术开发的全功能3D检测软件,它采用DMIS语言——测量机行业的标准编程语言,使之具有最广泛的适应性。如果某客户的其他测量机也采用DMIS语言,则可以通过DMIS程序实现跨平台的编程和测量。同时ARCO软件也支持I++硬件协议,它是测量机行业的硬件与软件通讯的标准协议,用户购买了采用I++协议的测量机硬件,可以保证用户在更换软件时,无需更换硬件;或者在更换硬件时无需更换软件,实现对用户投资的最大保护。

 

二:从一个孔的测量看ARCO软件的先进性

 

早年测量机的优势在于箱体类零件的测量,比如测量发动机缸体,这些技术被认为是已经很成熟的技术,但ARCO软件在针对箱体类零件的检测方面,更上了一层楼,增强了很多自动化的操作和数据处理。比如箱体类零件中测量最多的几何元素——孔,如果用ARCO测量之,会有什么样的创新技术呢?

 

1:手动测量:你可以选择指定点数(大于等于3),或者零点数两种测量方式。对于第一种方式:当测量机采集到指定点数后,ARCO开始计算孔的参数,这种方式在测量多个孔时,后续孔的测量无需任何的键盘和鼠标操作,操作者只需每个孔采集等同的点,即可批量测量多个孔;零点数则要求操作者完成测量后,按“确定”后开始计算孔的参数,但它为操作者提供了在线监控的能力,如果发现一个点不好,可以立即删除该点并继续测量,包括最后一个点!

 

2:一键自动测量:测量一个孔,只需要把测头放置于孔中心,按一个键,测量机会自动测量该孔,只要选择孔的投影平面,无需输入任何参数。以该方式测量一个孔,可以简化到按一个键就可以实现自动测量。

 

3:路径规划测量:如果只测量局部的孔(比如圆弧测量),则不能在整个圆周上均布采集点,需要调整测量路径,ARCO具有测量路径规划能力,可以在图形窗口中直观地交互地查看和调整测量路径,满意后自动测量。

 

 

1:测量路径规划

 

4:参数测量:在测量窗口中输入孔的XYZ中心坐标和直径,则ARCO软件以最捷近的路径实现孔的自动测量。

 

5:程序测量:对于经验丰富的操作者,采用DMIS语言直接编写测量程序,能达到极高的效率,智能化的ARCO软件在编程时可以无需编写采集点坐标——类似于参数测量——只需给定孔的XYZ中心坐标和直径,运行该段程序即可实现孔的自动测量;对于特殊路径的测量(比如圆弧),则可以通过输入采集点坐标,获得类似路径规划测量的效果;对于规律分布的多孔测量,程序测量能以极少的代码获得最高的效率;ARCO还支持变量控制的编程测量。

2:程序测量和语法检查功能

6CAD测量:在CAD模型上鼠标点击要测量的孔,ARCO提取该孔的理论参数,然后点击自动测量按钮,测量机自动测量该孔。一个孔的CAD测量,简化到只需两次鼠标点击,无需人工采点。

 

7:安全平面:有经验的读者会问,测量完一个孔后,测头会停放在什么位置?它直接去测量下一个孔,真的不会碰撞吗?答案是:完全没问题!ARCO可以定义一个安全平面,一个孔测量完毕,测头上升到安全平面,并且在安全平面上空运行到下一个孔上方,才下降测量。当然,如果测量的孔不在同一个侧面上(设想我们在六面体上测孔),则必须通过(1)手工移动,(2)输入坐标让测头数控移动,或(3)在CAD图形区用鼠标拖动三种方式之一,让测头定位到合适的位置,才能进行新的测量。

3:鼠标拖动测头,

 

8:图形显示:ARCO可以图形显示孔的形状误差,以及采集点的分布和每个点的误差,并打印输出;

 

9:数据处理:ARCO可以选择最小二乘法,最大外接圆,最小内接园或切比雪夫算法,四种算法评定一个孔。

 

10CAD输出:ARCO可以把图形显示的孔,以CAD系统的中性格式IGES输出给任何的CAD软件,用于图形分析和逆向设计,这个操作无需特别的软件许可——其他测量软件通常需要客户花钱购买。

 

三:复杂曲线曲面的测量手段

 

模具,检具和钣金件的检测,是当今测量机领域应用最广泛,测量最复杂的典型任务之一。这些类型的检测任务,与常规的发动机缸体为代表的检测任务相比,具有如下难点:

l         三维尺寸检测为主,必须采用CAD模型与零件比对;

l         没有特定的零件找正基准元素,甚至没有任何的平面,直线或孔;

l         CAD模型与实体之间具有一定的偏差,比如厚度偏差,测量位置处于CAD模型的延伸面上,以及虚孔实轴的变换;

l         要求图形输出报告。

 

1:曲面测量可以直接获得所有数据

曲线曲面的测量,早年的测量机也可以很艰难地实现,但限于其手段有限,效率低并且对操作者要求很高,比如采用经典的微平面法,要采集4个点才能获得一个曲面点数据。ARCO软件在测量曲面时,测量点不是与理论点进行比较,而是与整个曲面进行比较,ARCO把测量点投影到曲面上,获得该点对应的理论值和法矢量,并根据法矢量对测量点进行测头半径补偿。这样获得的误差是最真实的。当操作者手动任意测量曲面时,软件可以自动获得理论值和误差值,并根据公差自动判别是否合格,曲面测量变为最简单的一种测量。

4:直接获得测量结果

2:钣金件的特点及对策

钣金件的特点是零件找正困难。过去的测量软件即使能测量曲面点,但往往受困于找正方法而无法获得很好的结果。零件找正,也就是在实体零件上创建坐标系,使之与设计图纸或CAD模型上的坐标系重合。通常的钣金件本身离坐标系原点很远,且零件上没有特定的基准要素,无法采用常规的找正方法。

 

比如,汽车的坐标系在前轮轴心线的中部,每个钣金件都是按照该坐标系绘图,如果我们测量左后门的拉手,该零件大小不过100毫米,但上面的一个孔的坐标可能是(2135.46,-805.97,315.7),测量软件必须按这个坐标系评估该孔是否合格!

 

ARCO软件针对钣金件的这些特点,开发了“三个中心孔”;“六个曲面点最佳拟合”;“RPS方法”(按规定要求测量RPS点进行找正的方法)等最新的找正方法,这些找正方法是钣金件测量的必须手段。

 

3:检具测量的要点

检具是用于车间检查钣金件是否合格的检查器具,通常使用测量机来检测检具。检具的测量和验收,必须用钣金件的CAD模型与检具进行比较,但二者之间有一些差别:

l         为了便于找正和加工,其基准通常很容易测量,但需要进行坐标变换;还有左右相反,比如CAD是左后车门,而检具是右后车门。

l         为了检测钣金件的边界,在检具上沿钣金件外侧边界有检测部件,用于确定钣金件的轮廓尺寸(平整度和间隙),而这些部件则没有匹配的CAD模型。

l         检具上的孔与钣金件上的孔同心,但通常是尺寸,深度不同,还有内外园不同(CAD上是孔,实物是圆柱)

 

为解决上述难题,ARCO的坐标变换,坐标预览功能,数模变换和管理功能(移动,旋转,镜像,删除片体,保持模型原色和改色,图层管理)为测量准备提供了基础。

 

ARCO在测量曲面点和边界点时,支持参考方向和测量方向反向功能,厚度正负补偿,曲面点选择性投影,理论坐标沿法向移动,相对测量,测量深度控制,测量点再次投影等等,使得ARCO可以测量到CAD不存在的曲面,把数模上的内园变为实体上的外园测量,并可以移动理论孔的中心,或修改其直径,便于自动测量。

 

4:图形报告模板是一种先进的图形报告方式

ARCO的图形报告采用了两级模板方式,ARCO提供的系统模板可以支持CAD图形报告,也可以使用照片或图片创建图形报告,也就是说,即使不支持图形功能的入门级配置ARCO QUICK,也可以创建图形报告!

 

5ARCO图形报告及空白模板

 

用户可以利用系统模板——它提供了大致的报告形式,比如横版/竖版,图形/图表/表格等几种大框架——并结合测量项目,以自动(简便快捷)或手动(功能齐备)方式创建该测量任务的零件报告模板,它是一种包含了图形,各尺寸的数据表格,但没有填充数据的空白模板。操作者只需要把这个模板与测量数据合并,就可以获得一份图文并茂的图形报告,这个操作可以在测量之后,甚至于一段时期后再进行。

 

ARCO CAD作为一套先进的测量软件,其优点无法逐一说明,总之,成功者自有它的道理,其中最重要的一点,ARCO CAD的高速发展,与其国际化的眼光,包括广泛地接纳中国工程师和客户的建议,积极地本地化是密不可分的。

 

 


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