专利名称：模具复制加工的方法
技术领域：
本发明涉及模具加工领域，尤其涉及模具复制加工的方法。
背景技术：
常规的模具复制加工(例如，模具复制或模具型面修复)是根据模具CAD型面设 计的数控程序进行型面加工，然后在钳工的研配调试工作完成后交付使用。但是，这种常规 的复制加工方法并没有采用真正的复制方法来完全拷贝被修复型面或被复制模具最初投 产使用时的型面形状和表面精度，而是对被修复型面或被复制模具进行了新的加工制造， 所以，加长了模具的制作周期、增加了制造成本。而且，如果被复制型面的原实物状态经打 磨研配后局部已与CAD型面产生较大差异，那么常规的模具复制加工(例如，模具复制或 模具型面修复)方法加大了研配调试的难度，很难保证复制质量和满足生产要求的时间节 点o现有的另一种模具复制加工的方法是首先获取能够投产使用的模具原型的逆向 点云数据，然后根据逆向点云数据采用CAD专业软件(如CATIA、UG、ProE等)构建CAD型 面，然后根据构建的CAD型面进行模具的加工。通常被复制型面的原实物状态与新构建的 CAD型面之间会有较大差异，这主要是因为原实物状态通常会在数控编程加工时经过特殊 的编程处理(例如对上模和下模进行不等间隙的型面加工)以及钳工的打磨研配。根据逆 向点云数据重构CAD型面的工作繁琐冗长，特征线的提取是整个型面重构的关键，需根据 零件的外形特点，逐一划分出二次曲面的区域，如内孔、凹槽、平面、圆柱面等。这样，即增长 了模具整个的复制加工周期，又无法还原数控编程特殊处理的信息以及钳工打磨研配的信 息，加大了研配调试的难度，从而也就无法实现模具的快速复制加工。
发明内容
本发明针对现有模具复制加工周期长的缺点，提供了一种模具复制加工的方法， 能够快速地实现模具复制加工。一种模具复制加工的方法，包括用光学逆向技术获取模具原型的逆向点云数据；设置点云密度的精度值，基于所述点云密度的精度值对所述逆向点云数据进行筛 选；基于筛选得到的逆向点云数据生成NURBS (non uniform rationalB-spline，非均 勻有理B样条)表面；根据所述NURBS表面编译数控加工程序；以及采用所述数控加工程序进行模具复制加工。通过采用所述的方法，由于光学逆向技术能够确保模具原型逆向点云数据获取的 准确性和速度，而NURBS表面的构建无需提取特征线，并且能够准确地还原模具原型的型 面信息(例如，不等间隙加工和钳工打磨研配等相关信息)、避免根据模具的CAD型面进行数控编程和型面加工的缺点，所以所述方法能够快速地复制加工模具，保证模具制作的质量。
图1是本发明模具复制加工方法的一种流程图；图2是本发明模具复制加工方法的另一种流程图。
具体实施例方式本发明提供一种模具复制加工的方法，能够快速地实现模具复制加工。如图1所示，本发明提供的一种模具复制加工的方法，包括S11、用光学逆向技术获取模具原型的逆向点云数据；S12、设置点云密度的精度值，基于所述点云密度的精度值对所述逆向点云数据进 行筛选；S13、基于筛选得到的逆向点云数据生成NURBS (non uniform rationalB-spline, 非均勻有理B样条)表面；S14、根据所述NURBS表面编译数控加工程序；S15、采用所述数控加工程序进行模具复制加工。通过采用所述的方法，由于光学逆向技术能够确保模具原型逆向点云数据获取的 准确性和速度，而NURBS表面的构建无需提取特征线，并且能够准确地还原模具原型的型 面信息(例如，不等间隙加工和钳工打磨研配等相关信息)、避免根据模具的CAD型面进行 数控编程和型面加工的缺点，所以所述方法能够快速地复制加工模具，保证模具制作的质量。其中，步骤S11中，所述光学逆向技术可以为白光三维扫描技术。该技术采用可见 光将特定的光栅条纹投影到测量表面，借助高分辨率CCD数码相机对光栅干涉条纹进行拍 照，利用光学拍照定位技术和光栅测量原理，该技术可快速准确地获取测量表面的完整的 逆向点云数据。由于光学逆向技术具有快速、分辨率高等优点，所以保证了所获取的模具原 型逆向点云数据的精度，进而也就大幅降低了后期研配调试的工作量，节省了制造成本，提 高了模具复制加工的效率，保证了模具制作的质量。其中，步骤SI 1中，所述模具原型是指根据模具工艺设计的CAD型面进行数控编程 和型面加工、并经过钳工的研配调试后能够投产使用的模具。此外，步骤S12中，优选情况下，所述点云密度的精度值通常不低于0. 1毫米。优选地，步骤S12中的“对所述逆向点云数据进行筛选”以及步骤S13中的“基 于筛选得到的逆向点云数据生成NURBS表面”可以由专业的逆向数据处理软件(例如， Geomagic. Umageware等软件)完成。由于逆向数据处理软件对本领域技术人员而言是公 知的，所以本文不再赘述。此外，步骤S14中，所述根据所述NURBS表面编译数控加工程序包括采用数控编 程软件(如WorkNC、Tebis等软件)、根据所述NURBS表面编译数控加工程序。进一步地，步骤S15中，所述模具复制加工是指模具复制的型面加工。如图2所示，本发明提供了另一种模具复制加工(例如，模具复制或模具型面修复)的方法，包括S21、用光学逆向技术获取模具原型的逆向点云数据。其中，这里的模具原型是指根据模具工艺设计的CAD型面进行数控编程和型面加 工、并经过钳工的研配调试后能够投产使用的模具。S22、设置点云密度的精度值(例如，使所述点云密度的精度值不低于0. 1毫米)， 基于所述点云密度的精度值对所述逆向点云数据进行筛选。其中，对所述逆向点云数据的 筛选可以由专业的逆向数据处理软件(例如，Geomagic, Imageware等软件)完成，由于逆 向数据处理软件对本领域技术人员而言是公知的，所以本文不再赘述。S23、建立模具型面逆向数据库，将筛选得到的逆向点云数据添加进所述模具型面 逆向数据库。S24、基于筛选得到的逆向点云数据生成NURBS表面。其中，所述NURBS表面的生 成可以由专业的逆向数据处理软件(例如，Geomagic, Imageware等软件)完成。S25、根据所述NURBS表面编译数控加工程序。其中，所述编译数控加工程序是指 采用数控编程软件(如WorkNC、Tebis等软件)进行数控编程。S26、采用所述数控加工程序进行模具复制加工。其中，所述模具复制加工可以包 括，例如，模具复制或模具型面修复。图2所示的模具复制加工方法的优点是首先，通过将筛选得到的逆向点云数据 存储在所述模具型面逆向数据库中，这样就可以根据生产需要随时提取模具原型的逆向点 云数据进行模具复制或模具型面修复，这对于异地模具复制加工是非常有用的，例如，在异 地只要利用所获取的这些逆向点云数据就能够进行模具复制或模具型面的修复；其次，光 学逆向技术保证了模具原型逆向点云数据获取的速度和精度，这不仅减小了后续研配调试 的工作量，还提高了模具复制或模具型面修复的效率，节省了制造成本，保证了模具制作的 质量；再次，NURBS表面的构建无需提取特征线，并且能够准确地还原模具原型的型面信息 (例如，不等间隙加工和钳工打磨研配等相关信息)、避免根据模具的CAD型面进行数控编 程和型面加工的缺点。所以，图2所示的模具复制加工的方法能够快速地复制加工模具，保 证模具制作的质量。此外，上述步骤S15和S26之后还可以包括对加工得到的模具进行研配调试，即 模具钳工根据试模结果对加工得到的模具型面进行适当研磨和冲压工艺参数的调整。这 样，所加工的模具就能够投产使用了。由于之前的光学逆向技术确保了所获取的逆向点云 数据的精度，NURBS表面确保了模具原型型面信息(例如，不等间隙加工和钳工打磨研配等 相关信息)还原的准确性，所以这里的研配调试的工作量大大减小了。应当理解，对本发明实施方式的任何变形或修改都属于本发明的保护范围。而且 根据实际的情况，本发明所述的方法实施流程的某些步骤可以省略或互换，例如，如果已经 建立了模具型面逆向数据库，那么在以后的模具复制加工过程中，步骤S23中的“建立模具 型面逆向数据库”就可以省略。
权利要求
一种模具复制加工方法，该方法包括以下步骤用光学逆向技术获取模具原型的逆向点云数据；设置点云密度的精度值，基于所述点云密度的精度值对所述逆向点云数据进行筛选；基于筛选得到的逆向点云数据生成NURBS表面；根据所述NURBS表面编译数控加工程序；以及采用所述数控加工程序进行模具复制加工。
2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述光学逆向技术为白光三维扫描技术。
3.根据权利要求1所述的方法，其中，在所述设置点云密度的精度值，基于所述点云密 度的精度值对所述逆向点云数据进行筛选之后，该方法还包括建立模具型面逆向数据库，将筛选得到的逆向点云数据添加进所述模具型面逆向数据库。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，所述点云密度的精度值不低于0.1毫米。
5.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其中，在所述采用所述数控加工程序进行 模具加工之后，该方法还包括对加工得到的模具进行研配调试。
全文摘要
本发明针对现有模具复制加工周期长的缺点，公开了一种模具复制加工的方法，能够快速地复制加工模具。一种模具复制加工的方法，包括用光学逆向技术获取模具原型的逆向点云数据；设置点云密度的精度值，基于所述点云密度的精度值对所述逆向点云数据进行筛选；基于筛选得到的逆向点云数据生成NURBS表面；根据所述NURBS表面编译数控加工程序；以及采用所述数控加工程序进行模具复制加工。
文档编号G05B19/4097GK101876821SQ20101010029
公开日2010年11月3日 申请日期2010年1月22日 优先权日2010年1月22日
发明者吴锦, 马小喆 申请人:北汽福田汽车股份有限公司