CN111890326A - 三坐标定位加工基准划线法 - Google Patents

三坐标定位加工基准划线法 Download PDF

Info

Publication number
CN111890326A
CN111890326A CN202010777776.XA CN202010777776A CN111890326A CN 111890326 A CN111890326 A CN 111890326A CN 202010777776 A CN202010777776 A CN 202010777776A CN 111890326 A CN111890326 A CN 111890326A
Authority
CN
China
Prior art keywords
workpiece
scribing
marking
scanning
platform
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202010777776.XA
Other languages
English (en)
Inventor
唐亮
陈国强
胡银河
房磊
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China National Erzhong Group Deyang Wanhang Die Forging Co ltd
Original Assignee
China National Erzhong Group Deyang Wanhang Die Forging Co ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China National Erzhong Group Deyang Wanhang Die Forging Co ltd filed Critical China National Erzhong Group Deyang Wanhang Die Forging Co ltd
Priority to CN202010777776.XA priority Critical patent/CN111890326A/zh
Publication of CN111890326A publication Critical patent/CN111890326A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B25—HAND TOOLS; PORTABLE POWER-DRIVEN TOOLS; MANIPULATORS
    • B25H—WORKSHOP EQUIPMENT, e.g. FOR MARKING-OUT WORK; STORAGE MEANS FOR WORKSHOPS
    • B25H7/00—Marking-out or setting-out work
    • B25H7/04—Devices, e.g. scribers, for marking
    • B25H7/045—Devices, e.g. scribers, for marking characterised by constructional details of the marking elements

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Processing Of Stones Or Stones Resemblance Materials (AREA)

Abstract

本发明涉及工件基准划线领域，公开了一种三坐标定位加工基准划线法。该方法包括如下步骤：分别扫描工件包含X、Y、Z轴中心的局部区域；将扫描结果导入工件三维模型中，通过局部区域与工件三维模型拟合对齐确定坐标，确定出X、Y、Z轴中心在工件上的位置；根据确定出X、Y、Z轴中心位置，利用标点工具在工件上标记出X、Y、Z方向基准点；根据标记的X、Y、Z方向基准点划出X、Y、Z轴三个方向的中心线，并在工件上敲出X、Y、Z三个方向的基准点。该划线法扫描部位少，可以大幅提高划线效率，特别是对于大件或形状复杂的工件，受划线人员技术水平差异和锻件缺陷、模具局部变形等因素影响较小，划线无需翻转，减少安全隐患。

Description

三坐标定位加工基准划线法
技术领域
本发明涉及工件基准划线领域，尤其是一种三坐标定位加工基准划线法。
背景技术
工件加工前需对工件进行加工基准划线。通用的划线方法是将工件高度、宽度、长度方向依次翻转测量各部位尺寸后分出XYZ轴中心，并分别划出三个方向中心线，最后用样冲打基准孔。现有的划线方法如下。
如图1所示，用高度尺大致找平表面A2和A3，A3(A2)和A1(需考虑落差)。测量A1、A2、A3上下尺寸后算中心，划出三处高度中心，将三处的中心调至同一水平位置。如图2所示，用高度尺划出周圈基准A(高度方向基准)，并打样冲眼。在此步骤中，如A1、A2或A3处有氧化坑或未充满、模具变形等影响高度尺寸的缺陷会造成测量不准确，因划线工技能水平差异造成测量误差较大，基准误差大。
如图3所示，用专用样板划出C1和C2位置并划基准线C(长度方向基准)。在此步骤中，模口变形或错移、上模不平整等缺陷易造成样板划线误差大。
如图4所示，将锻件翻转90°，用直角尺将基准线A找垂直。如图5所示，测量B1、B2上下尺寸算出中心并划出B1、B2两处的高度中心，将两处的中心调至同一水平位置。用高度尺划出周圈基准线B(宽度方向基准)，并打样冲眼。在步骤中，B1、B2测量的位置在模口，因模口易变形，造成测量误差较大。锻件翻转后需要行车、千斤顶、垫块配合，易造成锻件滑倒，安全隐患大。
综上所述，在现有的划线方式中，工件需两至三个方向翻转XYZ轴划线，费时费力且不安全；产品因锻件缺陷或模具局部变形造成测量位置尺寸偏差；部分锻件中心位置与分模面不在同一位置难以确定基准；划线人员技术水平差异及测量位置差异造成误差较大，划线精度低；缺陷件或翘曲工件借量划线不能有效划出最佳加工基准。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种具有更高精度和效率的三坐标定位加工基准划线法。
本发明公开的三坐标定位加工基准划线法，包括如下步骤：
分别扫描工件包含X、Y、Z轴中心的局部区域；
将扫描结果导入工件三维模型中，通过局部区域与工件三维模型拟合对齐确定坐标，确定出X、Y、Z轴中心在工件上的位置；
根据确定出X、Y、Z轴中心位置，利用标点工具在工件上标记出X、Y、Z方向基准点；
根据标记的X、Y、Z方向基准点划出X、Y、Z轴三个方向的中心线，并在工件上敲出X、Y、Z三个方向的基准点。
优选地，在扫描工件时，将工件垫高，使待扫描的区域悬空。
优选地，对于有缺陷部的工件或者具有特征部的工件，在扫描工件时增加对工件的缺陷部或者特征部进行扫描；对于翘曲工件，在扫描工件时增加扫描杆部和筋条位置。
优选地，工件通过工装放置在扫描平台上进行扫描，在扫描粘贴标记点时，在工件上不粘贴标记点，将标记点粘贴在工件的工装或/和平台上。
优选地，所述标点工具采用便携式三坐标检测仪，通过便携式三坐标检测仪检测工件，检测后与工件三维模型对比，将工件三维模型上确定的X、Y、Z轴中心位置准确反映到工件上，然后通过便携式三坐标检测仪的尖针标记在工件上形成X、Y、Z方向的基准点。
优选地，在工件上标记出X、Y、Z方向基准点之前，先在工件上的大致对应位置贴上胶带，然后利用标点工具在胶带上标记出X、Y、Z方向基准点。
优选地，在X、Y、Z轴三个方向的中心线时，将工件转移至划线平台，将Z方向调平，用高度尺连Z方向基准线，用直角尺连X、Y方向基准线。
优选地，在批量性工件划线时，分别设置扫描平台和划线平台，扫描平台上的工件扫描和划线平台的划线同时进行。
本发明的有益效果是：该划线法扫描部位少，可以大幅提高划线效率，特别是对于大件或形状复杂的工件，受划线人员技术水平差异和锻件缺陷、模具局部变形等因素影响较小，基准划线精度可提高至0.5mm以内；划线只需高度方向找平连线即可，无需翻转，减少安全隐患。
附图说明
图1～5是现有划线法各步骤的示意图；
图6是本发明实施例中扫描区域的示意图；
图7是本发明实施例中利用扫描区域与工件三维模型拟合的示意图；
图8是本发明实施例中划线的示意图。
具体实施方式
下面对本发明进一步说明。
本发明公开的三坐标定位加工基准划线法，主要包括如下步骤：
分别扫描工件包含X、Y、Z轴中心的局部区域；
将扫描结果导入工件三维模型中，通过局部区域与工件三维模型拟合对齐确定坐标，确定出X、Y、Z轴中心在工件上的位置；
根据确定出X、Y、Z轴中心位置，利用标点工具在工件上标记出X、Y、Z方向基准点；
根据标记的X、Y、Z方向基准点划出X、Y、Z轴三个方向的中心线，并在工件上敲出X、Y、Z三个方向的基准点。
本发明在扫描时无需扫描工件的全部区域，仅需扫描包含有X、Y、Z轴中心的局部区域，可大量节约扫描时间，操作人员根据工件三维模型或者经验即可十分容易地判断出X、Y、Z轴中心所在的局部区域。如图6所示的实施例中即仅扫描了工件的端部位置，扫描设备通常采用3D扫描仪，鉴于划线工件通常体积较大，可以优先考虑采用手持式3D扫描仪进行扫描。
工件通常通过支撑、垫块等工装放置在扫描平台上进行扫描，在扫描时，除物体表面纹理特征明显之外的情形都应粘贴标记点，粘贴标记点可以让每次扫描的数据更完整，每一次采集都应至少识别出三个标记点，作为拼接数据的依据。现有的扫描方法中，通常将标记点粘贴于工件上，而本发明则优选在工件上不贴标记点，将标记点贴在工件的工装或/和平台上，即可以将标记点粘贴于工装或平台，亦可在工装和平台上同时粘贴标记点。如此的好处在于，一次粘贴标记点可以多次扫描中重复使用，减少贴点时间和节约标记点成本，特别是对于批量工件的划线效果尤为显著。
因为X、Y、Z轴中心所在的区域通常为工件的端部，为了提高拟合准确度，需要对工件端部的上下周边表面都进行扫描，而扫描工件的上下表面则意味着需要进行翻面操作，为此，作为优选方式，在扫描工件时，将工件垫高，使待扫描的区域悬空。如此，配合手持式3D扫描仪等方便移动的扫描设备，可以工件无需翻面即可扫描两头上下表面，减少工序，减少翻面时间，同时避免了翻面带来的安全隐患。
对于一般的工件只需扫描X、Y、Z轴中心所在的局部区域即可，但是对于有缺陷的工件，缺陷部位加工余量较小，需要更为精确的定位方能实现正常加工，因而在扫描工件时增加对工件的缺陷部进行扫描，对于具有特征部的工件同样需要对增加对工件的特征部进行扫描，特征部通常是工件的关键部位，如工作部位、定位部位或者连接部位等等。对于翘曲工件，在扫描工件时可增加扫描杆部和筋条位置，防止因翘曲造成试划线借量偏差的问题。
如图7所示，扫描完成后，将扫描结果导入工件三维模型中，用于工件三维模型处理的软件可以采用PolyWorks、Geometric、RapidForm等基于扫描的3D建模软件，将局部区域与工件三维模型最佳拟合对齐确定坐标，从而确定出X、Y、Z轴中心在工件上的位置。
确定X、Y、Z轴中心在工件扫描区域的位置后，即可在工件上标记出X、Y、Z方向基准点。标记时虽然可以直接通过人工对照工件三维模型采用普通的标记笔等工具进行标记，但是操作人员的技术水平无疑会对标记的精度产生较大的影响，为避免这一人为因素影响，所述标点工具采用便携式三坐标检测仪，通过便携式三坐标检测仪检测工件，检测后与工件三维模型对比，将工件三维模型上确定的X、Y、Z轴中心位置准确反映到工件上，然后通过便携式三坐标检测仪自带的尖针标记在工件上，形成X、Y、Z方向的基准点。便携式三坐标检测仪通常以打点方式检测工件，可以准确获知尖针在工件上的位置，与工件三维模型进行对比，确保尖针标记的基准点位置与工件三维模型上的工件三维模型一致。如此，基准点的标记不再受划线人员技术水平差异等外部因素影响，最大限度的提高标记精度，进一步提高划线准确性。为了方便标注，可以先在工件上的大致对应位置贴上双面胶等胶带，然后利用标点工具在胶带上标记出X、Y、Z方向基准点。
标记出X、Y、Z方向基准点后即可据此划出X、Y、Z轴三个方向的中心线，并在工件上敲出X、Y、Z三个方向的基准点。为方便划线，可以将工件转移至划线平台进行操作。划线可以参考现有的划线方式，在本发明的优选实施例中，在划线平台上将Z方向调平，用高度尺连Z方向基准线，用直角尺连X、Y方向基准线。调平可采用常用的三点调平方式，基准点通常采用样冲敲出即可，至此，工件基准划线完工。如图8所示，图中分别划出了X、Y、Z的基准线。在批量性工件划线时，可分别设置扫描平台和划线平台，扫描平台上的工件扫描和划线平台的划线同时进行，从而进一步提高划线效率。
以图中的工件为例，传统划线方法划线约需2-3小时，采用本发明的划线法扫描工件、确定拟合基准点位置，用时约15-20分钟，刻划出中心线和基准点用时约10分钟，加上吊装时间，单独1件划线时间约需40分钟，批量性工件划线可使用两块平台扫描和连线同时进行，每件划线时间可在30分钟内完成。新方法以扫描设备辅以便携式三坐标检测仪找中心，不受划线人员技术水平差异和锻件缺陷、模具局部变形等因素影响，极大的提高了划线准确性；用此方法划线后每批次以划线基准中心点为坐标扫描，扫描结果全部符合要求，划线精度全部在0.1-0.5mm，精度影响主要来自样冲打眼熟练程度，扫描设备精度误差为0.1mm。

Claims (8)

1.三坐标定位加工基准划线法，其特征在于，包括如下步骤：
分别扫描工件包含X、Y、Z轴中心的局部区域；
将扫描结果导入工件三维模型中，通过局部区域与工件三维模型拟合对齐确定坐标，确定出X、Y、Z轴中心在工件上的位置；
根据确定出X、Y、Z轴中心位置，利用标点工具在工件上标记出X、Y、Z方向基准点；
根据标记的X、Y、Z方向基准点划出X、Y、Z轴三个方向的中心线，并在工件上敲出X、Y、Z三个方向的基准点。
2.如权利要求1所述的三坐标定位加工基准划线法，其特征在于：在扫描工件时，将工件垫高，使待扫描的区域悬空。
3.如权利要求1所述的三坐标定位加工基准划线法，其特征在于：对于有缺陷部的工件或者具有特征部的工件，在扫描工件时增加对工件的缺陷部或者特征部进行扫描；对于翘曲工件，在扫描工件时增加扫描杆部和筋条位置。
4.如权利要求1所述的三坐标定位加工基准划线法，其特征在于：工件通过工装放置在扫描平台上进行扫描，在扫描粘贴标记点时，在工件上不粘贴标记点，将标记点粘贴在工件的工装或/和平台上。
5.如权利要求1所述的三坐标定位加工基准划线法，其特征在于：所述标点工具采用便携式三坐标检测仪，便携式三坐标检测仪检测工件，检测后与工件三维模型对比，将工件三维模型上确定的X、Y、Z轴中心位置准确反映到工件上，然后通过携式三坐标检测仪的尖针标记在工件上形成X、Y、Z方向的基准点。
6.如权利要求1或5所述的三坐标定位加工基准划线法，其特征在于：在工件上标记出X、Y、Z方向基准点之前，先在工件上的大致对应位置贴上胶带，然后利用标点工具在胶带上标记出X、Y、Z方向基准点。
7.如权利要求1所述的三坐标定位加工基准划线法，其特征在于：在X、Y、Z轴三个方向的中心线时，将工件转移至划线平台，将Z方向调平，用高度尺连Z方向基准线，用直角尺连X、Y方向基准线。
8.如权利要求7所述的三坐标定位加工基准划线法，其特征在于：在批量性工件划线时，分别设置扫描平台和划线平台，扫描平台上的工件扫描和划线平台的划线同时进行。
CN202010777776.XA 2020-08-05 2020-08-05 三坐标定位加工基准划线法 Pending CN111890326A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010777776.XA CN111890326A (zh) 2020-08-05 2020-08-05 三坐标定位加工基准划线法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010777776.XA CN111890326A (zh) 2020-08-05 2020-08-05 三坐标定位加工基准划线法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN111890326A true CN111890326A (zh) 2020-11-06

Family

ID=73246937

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010777776.XA Pending CN111890326A (zh) 2020-08-05 2020-08-05 三坐标定位加工基准划线法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111890326A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113211018A (zh) * 2021-06-09 2021-08-06 上海电气上重铸锻有限公司 一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺
CN113280796A (zh) * 2021-05-25 2021-08-20 江南造船(集团)有限责任公司 一种markⅲ型液货舱斜面波纹轴线的勘划方法
CN113600879A (zh) * 2021-08-13 2021-11-05 重庆通用工业(集团)有限责任公司 一种熔丝增材制造钛合金叶轮加工方法

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3630616A1 (de) * 1985-11-02 1987-05-07 Thomas Burkhardt Anreissgeraet im holz-fachwerkbau
CN101695768A (zh) * 2009-10-29 2010-04-21 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种飞机串行双座整体座舱盖骨架制造工艺
CN102248525A (zh) * 2011-06-21 2011-11-23 南车戚墅堰机车有限公司 在曲面上划空间斜线的三坐标划线装置及其划线方法
CN103434609A (zh) * 2013-07-24 2013-12-11 华中科技大学 一种用于船体分段外板的自动划线方法
CN103465246A (zh) * 2013-09-17 2013-12-25 吴林波 铸件毛坯刻线标记方法及刻线标记装置
CN106964733A (zh) * 2017-05-27 2017-07-21 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 环状异形锻件制造方法
CN107063157A (zh) * 2017-04-13 2017-08-18 上海大学 一种汽车钣金件基准坐标系的建立方法
CN110561057A (zh) * 2019-10-21 2019-12-13 上海中船三井造船柴油机有限公司 一种船用柴油机分段式机架连接部位的加工方法
CN111307062A (zh) * 2020-02-03 2020-06-19 北京百慕航材高科技有限公司 加工铸件基准的传递方法
CN111331569A (zh) * 2020-04-20 2020-06-26 宁波惟景三维科技有限公司 一种复杂铸件自动化三维测量与划线系统

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3630616A1 (de) * 1985-11-02 1987-05-07 Thomas Burkhardt Anreissgeraet im holz-fachwerkbau
CN101695768A (zh) * 2009-10-29 2010-04-21 江西洪都航空工业集团有限责任公司 一种飞机串行双座整体座舱盖骨架制造工艺
CN102248525A (zh) * 2011-06-21 2011-11-23 南车戚墅堰机车有限公司 在曲面上划空间斜线的三坐标划线装置及其划线方法
CN103434609A (zh) * 2013-07-24 2013-12-11 华中科技大学 一种用于船体分段外板的自动划线方法
CN103465246A (zh) * 2013-09-17 2013-12-25 吴林波 铸件毛坯刻线标记方法及刻线标记装置
CN107063157A (zh) * 2017-04-13 2017-08-18 上海大学 一种汽车钣金件基准坐标系的建立方法
CN106964733A (zh) * 2017-05-27 2017-07-21 中国第二重型机械集团德阳万航模锻有限责任公司 环状异形锻件制造方法
CN110561057A (zh) * 2019-10-21 2019-12-13 上海中船三井造船柴油机有限公司 一种船用柴油机分段式机架连接部位的加工方法
CN111307062A (zh) * 2020-02-03 2020-06-19 北京百慕航材高科技有限公司 加工铸件基准的传递方法
CN111331569A (zh) * 2020-04-20 2020-06-26 宁波惟景三维科技有限公司 一种复杂铸件自动化三维测量与划线系统

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
（美）斯波茨著: "《实用公差指南》", 31 July 1991, 中国计量出版社 *
赵立杰主编, 北京理工大学出版社 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113280796A (zh) * 2021-05-25 2021-08-20 江南造船(集团)有限责任公司 一种markⅲ型液货舱斜面波纹轴线的勘划方法
CN113211018A (zh) * 2021-06-09 2021-08-06 上海电气上重铸锻有限公司 一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺
CN113211018B (zh) * 2021-06-09 2022-03-04 上海电气上重铸锻有限公司 一种超长大直径薄壁钢管的机加工工艺
CN113600879A (zh) * 2021-08-13 2021-11-05 重庆通用工业(集团)有限责任公司 一种熔丝增材制造钛合金叶轮加工方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN111890326A (zh) 三坐标定位加工基准划线法
US5208995A (en) Fixture gauge and method of manufacturing same
CN103465246B (zh) 铸件毛坯刻线标记方法及刻线标记装置
CN114549408A (zh) 基于图形图像的位置尺寸比对方法
CN110153980B (zh) 一种板材划线装置及划线方法
CN110421393B (zh) 一种数控铣削工件快速二次找正的方法
CN211317140U (zh) 一种深孔台阶高度测量装置
CN102554703A (zh) 具有平衡加工余量的铸件初基准加工方法
CN210498405U (zh) 一种测量车床装卡的锻件毛坯缺陷的划针装置
CN211317109U (zh) 一种复杂箱体内腔加工余量激光检测装置
CN114739345A (zh) 一种大型圆锥滚子滚动面修形曲线的测量装置及其方法
CN113579501A (zh) 一种用于激光切割机交换工作台的零件识别打码设备
CN103047914B (zh) 一种轴承密封槽位置的测量装置及其测量方法
CN216954277U (zh) 一种十字轴加工余量检验工装
CN111113361A (zh) 异形壳体铸件的三坐标式划线装置及其划线方法
CN215003280U (zh) 一种曲面窄高筋内档尺寸用测量工具
CN112629463A (zh) 大型保持架区域构造尺寸的测量方法
CN216208302U (zh) 一种布氏硬度检测装置
CN219869523U (zh) 适用于车载盖板测量的定位治具装置
CN217844993U (zh) 一种用于检测减定径辊箱动圈高度的工具
CN213841978U (zh) 火焰切割坡口测量工具
Gessner et al. Accuracy of the new method of alignment of workpiece using structural-light 3D scanner
CN111015366B (zh) 一种复杂箱体内腔加工余量激光检测装置及方法
CN221147400U (zh) 一种测量盾构滚刀尺寸的高精度测量工作台
CN216177612U (zh) 一种用于激光切割机交换工作台的零件识别打码设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination