(10)申请公布号 CN 101727093 A
(43)申请公布日 2010.06.09C N 101727093 A
*CN101727093A*
(21)申请号 200810051323.8
(22)申请日 2008.10.24
G05B 19/4097(2006.01)
G01B 11/14(2006.01)
(71)申请人中国第一汽车集团公司
地址130011 吉林省长春市东风大街2259
号
(72)发明人李悦 张健 冯岩 单堃 董智超
(74)专利代理机构吉林长春新纪元专利代理有
限责任公司 22100
代理人王薇
(54)发明名称
(57)摘要
本发明涉及一种汽车覆盖件模具的数据化虚
拟合模技术，其特征在于：运用ATOS 光学扫描设
模具静止状态的间隙分布云图，在模具上压床调
试前提供模具整体型面的间隙偏差，从模具的导
方面的有效数据和模具的研修方案，调试人员可
根据合模间隙报告调试模具，对存在问题的单件
再次进行数控加工，保证高精度的同时大大降低
了钳工的手工研修量和调试的难度，并加快了模
具的产出，提高了工作效率；同时将合格模具的
数据进行采集和备份，将数据传送到技术部门，进
行原始数据的更改和最终合格数据的保留。(51)Int.Cl.
(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请
权利要求书 1 页 说明书 3 页
权 利 要 求 书
CN 101727093 A1/1页
1.汽车覆盖件模具的数据化虚拟合模技术，其特征在于：具体的方法如下：(1)、对数控精加工后模具调试前进行模具的型面、导向面、限制器、平衡块面的数据采集；(2)、对单件扫描模具进行CAD数模比对：将CAD文件以冲模中心坐标系输入到对齐环境下，确定模具的各方向基准，将采集后的数据导入，通过3-2-1建立坐标系，将扫描后的点云文件与CAD 对齐，单件存在料厚时，将CAD偏移料厚值，然后进行比对，如果单件存在整体偏差，通过偏移坐标系，将模具整体型面平移到最好，同时要求工件底面平面度小于0.04mm，模具单件型面精度的控制标准为标准±0.075，然后将点云以STL形式输出；(3)、将上下模的数据以冲模中心坐标系调入同一个处理的环境下，下模设为参考，考虑模具的设计特点，对上模点云进行法向翻转，并对型面进行偏移料厚，料厚的偏移沿冲压坐标系方向，导向面、平衡台面、限制器面不进行料厚偏移，然后进行合模比对；(4)、依据型面的偏差值，对上模数据进行坐标系平移，将型面对齐到最好后，看导向的最终的偏差结果，要求导板间隙控制标准为0.02--0.08mm之间，平衡块合模±0.05mm，型面合模间隙±0.075，出偏差分析彩云图报告，在规定的范围内的数据为合格；(5)、
根据模具的实际状况，上下模具的单件偏差数据，以及虚拟合模的结果，看是否是由于单件模具型面、结构面存在偏差、导向不匹配等原因导致合模间隙超标，还是由于上下模型面的综合偏差导致合模间隙超标，给调试工人提模具的调试方案；为保证模具的型面质量和精度，对于合模效果差的，根据单件和合模的结果分析，然后对单件重新数控加工，并提供数控加工对刀示意图和数控加工基准；6、调试合格后，单件再次进行数据采集，再次进行虚拟合模，并将数据存档；运用ATOS光学扫描设备对上下模型面与导向面进行数据化扫描，将扫描后的点云数据分别与理论数模进行对齐，其中一侧型面数据须考虑料厚间隙补偿，进而将对齐后的扫描数据进行相对间隙比较，得到模具静止状态的间隙分布云图，在模具上压床调试前提供模具整体型面的间隙偏差，从模具的导向、平衡台面、限制器以及型面给调试工人提供全方面的有效数据和模具的研修方案，将模具以往所存在的凹角加工不到位、模具导向是否匹配、型面加工是否合格等问题通过数据体现出来，调试人员可以根据合模间隙报告提供的数据与方案调试模具。
汽车覆盖件模具的数据化虚拟合模技术
技术领域：
[0001] 本发明涉及一种汽车覆盖件模具的数据化虚拟合模技术，属于汽车覆盖件模具的调试工艺方法和模具检测技术。
背景技术
[0002] 随着汽车产业的发展，各大汽车厂家对汽车覆盖件模具的质量、型面精度、生产周期有了更高的要求，以往汽车覆盖件冲压模具的质量检测主要依靠大型三坐标测量机，通过采集离散点确认模具的质量状态，由于该检测设备只能够检测单件产品的一些离散的型面点，不能反应出整体型面的偏差趋势和上、下模合模后的间隙状态，也无法检测由于数控加工导致型面出现断差、凹角空开不足等质量缺陷导致的制件型面起皱和断裂、模具的导向不匹配所造成制件挤压变形等质量问题。
[0003] 模具装配后的调试工作，过去主要依赖调试工人的实践经验，采用制件着、压铅丝等方法检测模具合模间隙状态，很难确定间隙偏差是由于模具的导向不匹配造成的，还是由于型面加工偏差、凹角空开不足等型面加工质量缺陷造成的。调试钳工的手工研修量很大，给调试工作带来了一定的难度，并制约了模具的产出周期。
[0004] ATOS非接触式光学扫描设备过去只被一些厂家应用于逆向建模和工件的单品检测。
发明内容：
[0005] 本发明的目的在于提供一种汽车覆盖件模具的数据化虚拟合模技术，其运用ATOS 光学扫描设备，在模具上压床调试之前能够提供一个合模间隙的状态报告，指导调试人员调试。
[0006] 本发明的技术方案是这样实现的：汽车覆盖件模具的数据化虚拟合模技术，其特征在于：具体的方法如下：1、对数控精加工后模具调试前进行模具的型面、导向面、限制器、平衡块面的数据采集；2、对单件扫描模具进行CAD数模比对：将CAD文件以冲模中心坐标系输入到对齐环境下，确定模具的各方向基准，将采集后的数据导入，通过3-2-1建立坐标系，将扫描后的点云文件与CAD对齐，单件存在料厚时，将CAD偏移料厚值，然后进行比对，如果单件存在整体偏差，通过偏移坐标系，将模具整体型面平移到最好，同时要求工件底面平面度小于0.04mm，模具单件型面精度的控制标准为标准±0.075(绿区域)，然后将点云以STL形式输出；3、将上下模的数据以冲模中心坐标系调入同一个处理的环境下，下模设为参考，考虑模具的设计特点，对上模点云进行法向翻转，并对型面进行偏移料厚，料厚的偏移沿冲压坐标系方向，导向面、平衡台面、限制器面不进行料厚偏移，然后进行合模比对；4、依据型面的偏差值，对上模数据进行坐标系平移，将型面对齐到最好后，看导向的最终的偏差结果，要求导板间隙控制标准为0.02--0.08mm之间，平衡块合模±0.05mm，型面合模间隙±0.075(绿区域)，出偏差分析彩云图报告，在规定的范围内的数据为合格；5、根据模具的实际状况，上下模具的单件偏差数据，以及虚拟合模的结果，看是否是
由于单件模具型面、结构面存在偏差、导向不匹配等原因导致合模间隙超标，还是由于上下模型面的综合偏差导致合模间隙超标，给调试工人提模具的调试方案；为保证模具的型面质量和精度，对于合模效果差的，根据单件和合模的结果分析，然后对单件重新数控加工，并提供数控加工对刀示意图和数控加工基准；6.调试合格后，单件再次进行数据采集，再次进行虚拟合模，并将数据存档。
[0007] 本发明的有益效果是保证模具质量和精度的同时，减少了占用压床的调试时间和钳工的手工研修量，降低了调试的难度，提高了工作的效率，加快了模具的产出；同时将合格模具的数据进行采集和备份，将数据传送到技术部门，进行原始数据的更改和最终合格数据的保留。
具体实施方式：
[0008] 下面结合实施例对本发明做进一步的描述：
[0009] 实施例1：天津X123项目行李箱内板拉延模具数据化虚拟合模
[0010] 1、对行李箱内板拉延模具数控精加工后在入调前进行数据采集；
[0011] 通过光学照相检测技术对行李箱内板拉延上下模具的型面、导向面、限制器、平衡块面的加工数据分别进行采集，数据采集后应保证单件数据的完整性和准确性，要求采集后数据的整体偏差在0.045pixel(像素)以内。
[0012] 2、对行李箱内板拉扫描模具进行CAD数模比对
[0013] 将CAD文件以冲模中心坐标系输入到对齐环境下，确定模具的各方向基准，将采集后的数据导入，通过3-2-1建立坐标系，将扫描后的点云文件与CAD对齐，根据X123项目行李箱内板产品特点，上
模存在料厚，在对行李箱上模数据解析时将CAD偏移料厚值，然后进行比对，如果上模型面存在整体偏差，通过偏移坐标系，将模具整体型面平移到最好，同时要求工件底面平面度小于0.04mm，模具单件型面精度的控制标准为标准±0.075。行李箱下模不进行偏移料厚，其余操作一致。
[0014] 3、行李箱内板拉延模具上下模具数据化虚拟合模
[0015] 将上下模的点云数据以冲模中心坐标系即相同基准输出STL点云文件，并调入同一个处理环境下，将行李箱下模设为参考，考虑模具的设计特点，对上模点云进行法向翻转，并对上模型面进行偏移料厚，导向面、平衡台面、限制器面不进行料厚偏移，料厚的偏移沿冲压坐标系方向，然后进行合模比对；
[0016] 4、通过坐标系平移方法将行李箱内板模具的合模效果达到最佳
[0017] 依据行李箱内板合模型面的偏差值，对上模数据进行坐标系平移，原则上保证合模不应存在负间隙值，将型面对齐到最好后，看导向的最终的偏差结果，要求导板间隙控制标准为0.02--0.08mm之间，平衡块合模±0.05mm，型面合模间隙±0.075。出偏差分析彩云图报告，在规定的范围内的数据为合格；如图三是行李箱虚拟合模偏差分析云图[0018] 5、提供调试方案
[0019] 对于单件模具检测标准：单件型面超差面积总和大于0.1m2，或超差区域大于20％，最大偏差值大于±0.15mm的模具，对单件重新数控加工，并提供数控加工对刀示意图和数控加工基准；
[0020] 根据行李箱内板模具的上下模单件数据偏差结果和虚拟合模的结果分析，行李箱
内板上模模具偏差满足要求，由于下模面凹角加工不到位，导致行李箱内板合模间隙紧，导致合模间隙超标。调试方案：由于下模面凹角加工不到位，加工不满足要求，导致行李箱内板合模间隙超标，行李箱内板拉延下模重新数控加工，并提供数控加工对刀示意图和数控加工基准。同时调试人员根据合模后的导向间隙对单件进行修正。
[0021] 6.下模数控加工后再次进行数据采集，并进行虚拟合模，数据合格后将数据存档。
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