數(shù)字化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理辦法研究

趙騰飛

摘要：數(shù)字化設(shè)計(jì)制造條件下，產(chǎn)品制造及驗(yàn)收的依據(jù)為數(shù)字量傳遞的三維數(shù)字模型，因此產(chǎn)品檢測(cè)中采用大量數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)。為適應(yīng)數(shù)字化檢測(cè)，研究在三維數(shù)字模型的設(shè)計(jì)階段關(guān)于建模的規(guī)范性要求，如明確使用基準(zhǔn)等，建立數(shù)字化檢測(cè)階段，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集的管理平臺(tái)及管控方法，從而全面規(guī)范檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集的管理，推動(dòng)數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)的實(shí)施。

關(guān)鍵詞：數(shù)字化、檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集、檢測(cè)

1.引言

檢測(cè)是制造流程中的重要環(huán)節(jié)，是制造質(zhì)量保證的基本手段。近年來(lái)，作為數(shù)字化制造技術(shù)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，三維數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)在飛機(jī)制造與研制領(lǐng)域得到越來(lái)越多的關(guān)注。數(shù)字化設(shè)計(jì)制造條件下，產(chǎn)品的制造及驗(yàn)收的依據(jù)為數(shù)字量傳遞的三維數(shù)字模型，因此產(chǎn)品檢測(cè)中采用大量數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)。為適應(yīng)數(shù)字化檢測(cè)，需研究在三維數(shù)字模型的設(shè)計(jì)階段關(guān)于建模的規(guī)范性要求。

檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集是指在工程/工裝數(shù)據(jù)集的基礎(chǔ)上，建立測(cè)量坐標(biāo)系，在測(cè)量型面增加測(cè)量點(diǎn)位，提取測(cè)量點(diǎn)及方向余弦用于數(shù)字化測(cè)量機(jī)檢驗(yàn)的集成產(chǎn)品信息模型。在數(shù)字化檢測(cè)階段，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù)模形成檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集，而檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集如何管理，包括建立專用的管理平臺(tái)和管控文件是我們亟待解決的問(wèn)題。

因此，為適應(yīng)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造技術(shù)的發(fā)展要求，我們必須對(duì)數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行專門(mén)的研究。下面以檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理為切入點(diǎn)進(jìn)行具體闡述。

2.研究?jī)?nèi)容

2.1 制定數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)三維數(shù)字模型的具體要求

設(shè)計(jì)模式?jīng)Q定制造及檢測(cè)模式，因此要實(shí)現(xiàn)真正意義上的數(shù)字化檢測(cè)，就必須把數(shù)字化檢測(cè)的理念融入到產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過(guò)程中，這樣我們才能基于設(shè)計(jì)數(shù)字模型生成用于產(chǎn)品檢測(cè)的檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集。因此，我們?cè)诓⑿挟a(chǎn)品數(shù)字化定義過(guò)程中，依據(jù)產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)集和制造數(shù)據(jù)集，研究數(shù)字化條件下產(chǎn)品及工裝的制造、檢驗(yàn)特點(diǎn)和規(guī)律，制定數(shù)字化《檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集建模規(guī)范》，提供給設(shè)計(jì)人員，要求設(shè)計(jì)人員規(guī)范建模工作，把設(shè)計(jì)基準(zhǔn)、關(guān)鍵裝配尺寸、輔助測(cè)量點(diǎn)等關(guān)系到數(shù)字化產(chǎn)品檢測(cè)的要素通過(guò)數(shù)字模型準(zhǔn)確地表達(dá)出來(lái)。在零件設(shè)計(jì)的時(shí)候，必須考慮以后零件的加工和裝配。飛機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)，對(duì)主要結(jié)構(gòu)件（梁、框、肋和接頭等）建立裝配的自定位特征，如小的突耳、裝配倒孔、槽口和形成定位表面等，或者在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的同時(shí)，把用來(lái)安放光學(xué)目標(biāo)的工藝定位件設(shè)計(jì)到結(jié)構(gòu)件上，便于后期檢測(cè)時(shí)應(yīng)用激光跟蹤儀和光學(xué)目標(biāo)定位。另外，還要對(duì)數(shù)字模型中三維標(biāo)注的尺寸公差、基準(zhǔn)參考體系等內(nèi)容做統(tǒng)一的規(guī)定和說(shuō)明，用于指導(dǎo)檢驗(yàn)人員能準(zhǔn)確地掌握數(shù)字模型中三維標(biāo)注的相關(guān)技術(shù)，準(zhǔn)確全面地識(shí)別檢測(cè)要素，保證產(chǎn)品按設(shè)計(jì)及其他相關(guān)文件的要求進(jìn)行正確地驗(yàn)收。

2.2 開(kāi)發(fā)檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理平臺(tái)

為了規(guī)范檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集的管理，研究在PDM軟件的基礎(chǔ)上進(jìn)行檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)和構(gòu)建，完善產(chǎn)品數(shù)據(jù)集管理系統(tǒng)，建立具有異地?cái)?shù)據(jù)共享和瀏覽、消息通知等功能的協(xié)同工作的輔助工具。

檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理平臺(tái)具備以下的功能：設(shè)計(jì)數(shù)字模型的檢入；在檢入的數(shù)模下創(chuàng)建測(cè)量申請(qǐng)單；制定測(cè)量順序，進(jìn)行測(cè)量點(diǎn)規(guī)劃與布局，生成無(wú)碰撞的檢測(cè)路徑，對(duì)檢測(cè)路徑進(jìn)行優(yōu)化與仿真，生成測(cè)量程序，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集根目錄下創(chuàng)建測(cè)量數(shù)據(jù)；在測(cè)量申請(qǐng)單下關(guān)聯(lián)測(cè)量數(shù)據(jù)；創(chuàng)建審簽流程和分發(fā)路線；將測(cè)量程序傳遞到數(shù)字化測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量，給出測(cè)量結(jié)論。

檢驗(yàn)人員依據(jù)產(chǎn)品定義數(shù)據(jù)集中精確產(chǎn)品幾何信息生成數(shù)字化檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集，使用數(shù)控測(cè)量設(shè)備對(duì)加工出的零件或工藝裝備進(jìn)行檢驗(yàn)測(cè)試。其優(yōu)點(diǎn)是可以具有足夠高的測(cè)量精度，不但可得到被測(cè)件幾何要素尺寸及形位尺寸的測(cè)量結(jié)果，而且還可以方便的獲得質(zhì)量控制過(guò)程中的各種統(tǒng)計(jì)參數(shù)，能對(duì)整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程進(jìn)行評(píng)估。還省掉許多檢驗(yàn)樣板和工裝，可以縮短生成的準(zhǔn)備周期。采用數(shù)控加工/測(cè)試手段特別適用于難以用常規(guī)方法檢驗(yàn)并涉及曲面外形的零部件檢驗(yàn)。

2.3形成產(chǎn)品與工裝的數(shù)字化檢查方法及管理規(guī)定

為了確保數(shù)字化設(shè)計(jì)制造條件下產(chǎn)品驗(yàn)收、質(zhì)量原始記錄的有效管理，根據(jù)數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用逐步深入及產(chǎn)品驗(yàn)收的需要，結(jié)合檢驗(yàn)工作特點(diǎn)，制定了《數(shù)字化產(chǎn)品質(zhì)量控制有關(guān)規(guī)定》。規(guī)定明確了檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理流程，制定檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集申請(qǐng)及測(cè)量的專用表單與編號(hào)方法，確定了數(shù)字化測(cè)量的具體驗(yàn)收原則及數(shù)據(jù)異常時(shí)的處理方法，并明確了不需要數(shù)字化測(cè)量機(jī)檢測(cè)的產(chǎn)品驗(yàn)收方法，另外針對(duì)數(shù)字化檢測(cè)工作進(jìn)行了一系列的試驗(yàn)，提煉、梳理、歸納典型零部件的典型結(jié)構(gòu)特征，如平面、型面輪廓、筋、孔、卷邊、圓角及下陷等，選取典型產(chǎn)品進(jìn)行了大量數(shù)字化檢測(cè)試驗(yàn)，根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果確定出測(cè)量數(shù)據(jù)點(diǎn)及測(cè)量數(shù)據(jù)逆向分析取點(diǎn)原則：測(cè)量點(diǎn)必須覆蓋整個(gè)零件的測(cè)量部位；曲線每30mm至少取一點(diǎn)，小于150mm至少取3點(diǎn)，曲線超過(guò)150mm最少取5點(diǎn)，但兩點(diǎn)之間距離應(yīng)不大于250mm；每個(gè)表面最少取4點(diǎn)；表面小于1225mm2（35mm×35mm）時(shí)，可取3點(diǎn)；如果表面超過(guò)22500mm2（150mm×150mm），至少取5點(diǎn)，在表面上的點(diǎn)距應(yīng)不大于150mm。

3.總結(jié)

在科研生產(chǎn)中開(kāi)展數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)的研究，制定數(shù)字化檢測(cè)技術(shù)對(duì)設(shè)計(jì)三維數(shù)字模型的具體要求，開(kāi)發(fā)了檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理平臺(tái)，形成數(shù)字化條件下產(chǎn)品及工裝的數(shù)字化檢查方法及管理規(guī)定，目前，檢驗(yàn)數(shù)據(jù)集管理平臺(tái)及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)要求已應(yīng)用到科研生產(chǎn)中，已基本能適應(yīng)數(shù)字化設(shè)計(jì)制造的要求。