集成、協(xié)同的一體化數(shù)字化設計和制造已成為現(xiàn)代制造技術的核心理念，如何在產(chǎn)品數(shù)字化設計的同時規(guī)劃產(chǎn)品的測量信息，實現(xiàn)三維CAD環(huán)境下的測量信息和設計制造信息的交互，是數(shù)字化測量技術應用中的一項關鍵創(chuàng)新性研究工作，也是針對大型產(chǎn)品實現(xiàn)先進數(shù)字化制造和裝配技術的核心研究內(nèi)容之一。
本文在CATIA環(huán)境下開發(fā)了集成大尺寸測量軟件系統(tǒng)，直接利用產(chǎn)品CAD模型，測量信息與產(chǎn)品CAD模型直接相關聯(lián)，實現(xiàn)了產(chǎn)品測量信息與設計信息的自由流動。
系統(tǒng)總體方案
集成大尺寸測量軟件系統(tǒng)基于CATIA二次開發(fā)實現(xiàn)，系統(tǒng)總體方案如圖1所示。首先由產(chǎn)品工程師根據(jù)產(chǎn)品設計要求制定具體的尺寸形位公差等測量要求；其次測量工程師在系統(tǒng)測量儀器能力知識庫支撐下確定測量儀器的配備方案，并按照測量方案進行測量系統(tǒng)的配置和測量過程的規(guī)劃；然后由測量人員按照前面制定的測量計劃并結合現(xiàn)場環(huán)境操作測量儀器實施數(shù)據(jù)采集；最后將檢測結果信息向質量和產(chǎn)品設計等部門反饋，并用于對產(chǎn)品質量合格性進行分析，對工藝能力監(jiān)測，改進產(chǎn)品設計和制造工藝流程，從而實現(xiàn)產(chǎn)品的設計、加工和檢測信息傳遞閉環(huán)。
系統(tǒng)各功能模塊實現(xiàn)
集成大尺寸測量軟件系統(tǒng)主要包括測量對象定義、測量儀器選擇、測量系統(tǒng)配置、測量操作規(guī)劃、測量數(shù)據(jù)采集和測量結果分析等功能模塊。
1 測量對象定義
測量對象定義的主要功能是定義與CAD模型關聯(lián)的檢測對象的相關信息，主要包括定義檢測項、定義測量基準要素和確定測點的分布等內(nèi)容。
2 測量儀器選擇
測量儀器選擇是測量工藝規(guī)劃的重要步驟之一，也是測量工藝資源配備的主要內(nèi)容。測量儀器的選擇配套方案直接影響到后續(xù)測量方案的制定。合理的測量儀器對測量精度、測量效率有重要的影響。儀器的選取目標是選擇測量能力滿足要求且整體性能最佳的儀器或儀器組合。測量約束條件與儀器性能指標匹配所包含的主要因素如圖2所示。通過在測量儀器庫的支持下，調用可測量性分析算法，通過測量對象、測量要求和測量環(huán)境三方面的約束條件與測量儀器庫中儀器各項性能參數(shù)的匹配，計算待選儀器各項屬性匹配相似度值的加權總和，然后依據(jù)該值選擇測量能力滿足要求且整體性能最佳的儀器，實現(xiàn)測量儀器選擇功能。
3 測量系統(tǒng)配置
在大型零部件的測量中，經(jīng)常組合不同類型測量儀器以滿足復雜環(huán)境下特殊任務的測量需求，常見的組合測量方式有激光跟蹤儀+關節(jié)臂、激光跟蹤儀+激光掃描儀、室內(nèi)GPS+關節(jié)臂等。
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