一种三维检测文件的生成方法及检测方法与流程

本发明属于三维数字化工艺技术领域，具体涉及一种三维检测文件的生成方法。

背景技术：

基于模型的定义(mbd)是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体，它详细规定了三维实体模型中产品尺寸、公差标注规则和工艺信息表达方法。mbd技术的本质是以产品三维模型为信息载体定义产品设计、制造工艺、工装设计、装配工艺、检验等信息，作为设计、制造、检验等产品全生命周期各阶段的唯一依据和数据源。国外发达国家的成功经验证明mbd模式是数字化设计制造的成功途径，如美国波音公司采用mbd技术实现了波音787飞机结构设计、工艺设计、工装设计、零件加工、装配、检验等环节的高度融合和协同，真正实现了飞机设计制造过程的三维数字化、无纸化，大大缩短了飞机研制周期。国内制造业也在大力推广mbd技术，在基于mbd技术的推广和应用方面取得了较多的研究成果。但总体看来，国内对mbd模式的研究还处于探索阶段，相关设计工具和管理规范还需要进一步完善，尤其对于检测环节，目前仍然停留在传统二维模式。

作为产品质量的把关环节，检测员根据检测元素、检测要求、检测方式等技术信息，配合产品零部件实物开展检测活动。目前检测文件的形成过程为：上游设计人员根据产品功能和性能要求开展三维设计工作，通过投影转换成二维工程图，表达产品尺寸、公差、材料等设计要求；工艺人员根据二维工程图，理解产品设计要求，编制二维工艺过程卡用于指导产品制造过程；对于检测环节，工艺人员在工艺规程卡的基础上，参照产品零部件检测的复杂程度，根据需要生成检测作业指导书，对于产品制造的中间检测工序，往往还需要生成对应的工艺附图用于参照；上述二维工程图、工艺过程卡、工艺附图和检测作业指导书一并下发到生产车间，检测员首先识图，然后从诸多纸质文件中识别出检测要素、检测要求等检测信息。这种模式下检测信息载体多、表达不直观，易出错，检测信息获取效率低，检测员需要在多份文件中提取检测信息，尤其是对于复杂机加零件，检测尺寸数量和种类多，给检测工作带来很大困扰。

另外，随着三维数字化设计在产品设计、工艺环节的普及应用，尤其是mbd技术的推广应用，以三维模型为信息载体定义产品设计、制造工艺、工装设计、装配工艺、检测等信息，作为设计、制造、检测等产品全生命周期各阶段的唯一依据和数据源的趋势越来越得到广泛认可。而传统模式检测信息依据的主要载体为二维图纸以及派生出的工艺过程卡、工艺附图和检测作业指导书等文件，与上游三维设计数据源不统一，容易引起检测工艺二义性、检测规划与产品设计更改不同步、信息量缺失、信息传递不通畅等问题。

目前基于mbd技术的三维设计、三维工艺研究已较为广泛，即依据mbd技术的核心思想，以三维模型为主，采用几何、三维标注和属性的方式表达产品在不同阶段的信息，例如在产品设计阶段，在cad系统构建产品三维构型，采用三维标注的方式表达产品尺寸、公差、基准、表面粗糙度等技术要求，配合属性方式描述产品图号、名称、材料等信息；在工艺设计阶段，依据三维标注的设计模型，工艺人员生成各道工序对应的三维工序模型，以更加直观、可交互操作的方式指导生产制造过程。检测环节一般分为在线检测和离线检测两类。在线检测是指将检测纳入工序流程中或与其它工种合并形成一道工序，工人在完成工艺规程指定的内容后，通过自检确认所加工的质量特性符合要求后即可转入下道工序的行为，在工艺路线中不体现检测节点，一般由工人自己实施并对自己加工操作形成的产品质量特性负责。离线检测是指将加工完成的零部件送到专门设置的检测工位，由专职检测员按工艺文件中规定的检测节点及要求对产品进行检测和判断的行为。

检测作为工艺过程卡中的工序，其工序模型构建与其他工序相比有自身特殊性。首先，检测工序一般不涉及到产品几何特征变化，其工序模型几何特征与检测上一道工序模型对应的几何特征一致。其次，检测对象涉及到工艺路线中检测工序以前所有工序或两道检测工序之间工序对应的检测要求，检测信息种类多，采用的检测方法和工具各异，且部分检测信息之间的关联性强，给检测工序模型的构建带来较大困扰；最后，检测信息种类多，对检测对象和检测要求快速定位和搜索的需求较高。

鉴于此，本发明提出一种三维检测文件的生成方法，以三维检测工序模型为核心表达检测信息，统一产品设计、工艺、检测数据源，打通设计-工艺-制造-检测数据信息链路，在车间现场借助计算机、平板、显控台等终端设备，通过三维可视化手段和检测信息关联技术实现检测信息的快速直观表达，辅助检测员开展检测工作。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供了一种实现检测信息的快速直观表达，辅助检测员开展检测工作的三维检测文件的生成方法。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的：一种三维检测文件的生成方法，包括以下步骤：

前期准备阶段：

三维设计模型构型：设计人员根据设计要求开展三维设计，形成三维设计模型，以三维标注和属性的方式表达产品尺寸、公差、基准、表面粗糙度、图号、名称、材料等信息，经审批后并下发给工艺用于开展工艺设计。

三维工艺设计：工艺人员依据三维设计模型，开展三维工艺设计，编制工艺路线及生成各道三维工序模型，根据具体产品特性和工作流程，在工序间设置必要的检测环节，将检测纳入工艺路线。

检测阶段：

1)检测工序模型构建

工艺人员在检测上一道工序模型几何特征的基础上，继承该检测工序以前所有工序的尺寸公差、形位公差、基准和表面粗糙度和技术要求信息，并根据检测需要添加检测项目、检测要求、检测工具信息，并对照检测项目创建对应视图。

2)检测信息存储

工艺人员将检测工序模型及其附属信息存储到pdm系统相关位置。

3)信息加载及关联性查看

检测员在车间现场借助终端显示设备，根据要求将检测工序模型及其附属信息进行加载到指定检测文件模板，生成三维检测文件，指导后续检测工作。

作为具体的实施方案，步骤1)中所述检测项目、检测要求和检测工具信息是以三维标注、属性或两者结合的方式添加到检测工序模型。

作为具体的实施方案，步骤2)中所述检测工序模型存储是为了减低数据容量和加快系统响应，对步骤1)形成的检测工序模型进行轻量化处理，以cad文档格式存储到pdm的文件夹中。

作为具体的实施方案，步骤2)、3)中所述附属信息是步骤1)以属性方式记录到检测工序模型的信息，存储到pdm系统中对应的数据表，通过数据库技术建立与检测工序模型的关联关系。

作为具体的实施方案，步骤2)检测信息存储中，检测信息存储分为两类，一类是依附于检测工序模型几何特征存在的尺寸公差、形位公差、基准这些三维标注信息，以cad文档格式存储到pdm的文件夹中；另一类是采用参数形式记录到检测工序模型中的检测项目、检测要求、检测工具信息，与该检测工序同样以参数形式记录的工序号、工序名称等信息分别存储到pdm中对应的数据表，通过数据库主键映射上述参数信息与检测工序模型的关联关系，具体为通过该零件图号和检测工序所在工序号在pdm的文件夹检索到该工序的检测工序模型，即cad文档格式；在数据表中检索到工序名称、检测项目、检测要求、检测工具信息，并且根据检测项目可以关联检测工序模型对应的视图，通过零件图号和检测工序号关联两类信息，实现检测信息的关联存储。

作为具体的实施方案，步骤3)中，在检测工位，检测员依托显示终端，按照步骤2)定义的关联存储关系，根据零件模型图号和检测工序所在工序号加载检测工序模型及其附属信息，配合检测文件模板生成符合企业要求的三维检测文件，辅助检测活动。

本发明还公开了使用上述三维检测文件进行检测的方法，包括下述步骤：

步骤1：生成三维检测文件；

步骤2：三维检测文件加载到车间现场的终端，并且在终端的显示设备上显示出来；

步骤3：检测员根据三维检测文件检测产品。

本发明相比现有技术具有以下优点：

1)实现了以三维模型为核心的产品设计、工艺、检测数据源的统一，检测能够有效继承设计和工艺环节规定的信息，并添加检测环节信息实现产品设计-工艺-检测数据链锯的贯通与统一，有利于产品全生命周期信息的统一管理。

2)通过三维可视化方法和信息关联技术实现了检测信息的动态直观表达，设计人员无需将三维设计图通过投影转换成二维工程图，工艺人员也无需根据二维工程图编制二维工艺过程卡，检测人员无需从诸多纸质文件中识别出检测要素、检测要求等检测信息，检测员可基于三维模型获取检测信息，以所见即所得的方式开展检测工作，增强了检测信息获取直观性和动态性，显著提高了检测效率。

附图说明

图1是本发明提出的三维检测文件生成方法示意图；

图2是实施例三维设计模型主视图示意图；

图3是实施例三维设计模型左视图示意图

图4是实施例中检测工序模型视图与检测项目关联关系示意图；

图5是实施例中工序9对应的检查项目1——波导深度及宽度对应的视图；

图6是实施例中工序9对应的检查项目2——定位孔及外形尺寸对应的视图；

图7是实施例中工序9对应的检查项目3——辐射缝尺寸对应的视图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

请参阅图1所示，本发明一种三维检测文件的生成方法，包括以下步骤：

前期准备阶段：

三维设计模型构型：设计人员根据设计要求开展三维设计，形成三维设计模型，以三维标注和属性的方式表达产品尺寸、公差、基准、表面粗糙度、图号、名称、材料等信息，经审批后并下发给工艺用于开展工艺设计。

三维工艺设计：工艺人员依据三维设计模型，开展三维工艺设计，编制工艺路线及生成各道三维工序模型，根据具体产品特性和工作流程，在工序间设置必要的检测环节，将检测纳入工艺路线。

检测阶段：

1)检测工序模型构建

工艺人员在检测上一道工序模型几何特征的基础上，继承该检测工序以前所有工序的尺寸公差、形位公差、基准和表面粗糙度和技术要求信息，并根据检测需要添加检测项目、检测要求、检测工具信息，并对照检测项目创建对应视图。

2)检测信息存储

工艺人员将检测工序模型及其附属信息存储到pdm系统相关位置。

3)信息加载及关联性查看

检测员在车间现场借助终端显示设备，根据要求将检测工序模型及其附属信息进行加载到指定检测文件模板，生成三维检测文件，指导后续检测工作。

作为具体的实施方案，步骤1)中所述检测项目、检测要求和检测工具信息是以三维标注、属性或两者结合的方式添加到检测工序模型。

作为具体的实施方案，步骤2)中所述检测工序模型存储是为了减低数据容量和加快系统响应，对步骤1)形成的检测工序模型进行轻量化处理，以cad文档格式存储到pdm的文件夹中。

作为具体的实施方案，步骤2)、3)中所述附属信息是步骤1)以属性方式记录到检测工序模型的信息，存储到pdm系统中对应的数据表，通过数据库技术建立与检测工序模型的关联关系。

作为具体的实施方案，步骤3)中所述检测文件模板是基于ie浏览器开发的网页式模板。

某壳体零件三维设计模型示意图如图2、3所示，可根据需要给出多个视图显示，其加工工艺路线为(1)备料-(2)钳-(3)铣-(4)热处理-(5)检测-(6)数控铣-(7)钳-(8)线切割-(9)检测。该零件三维检测文件的生成方法步骤包括：

1)检测工序模型构建

工艺人员在检测上一道工序模型几何特征的基础上，继承该检测工序以前所有工序的尺寸公差、形位公差、基准和表面粗糙度和技术要求信息，并根据检测需要添加检测项目、检测要求、检测工具信息，并对照检测项目创建对应视图。

针对中间工序(5)检测，首先继承工序(4)热处理工序模型几何特征，在此基础上继承从工序(1)备料到工序(4)热处理之间的尺寸公差等三维标注信息，然后以参数的形式将检测项目、检测要求和检测工具信息记录到检测工序模型中。三维模型一般有很多参数信息，如图号、名称、材料、重量等，检测项目、检测要求和检测工具等信息通过参数形式记录到检测工序模型，便于信息的结构化管理和存储。检测项目1是零件外形尺寸，对应的工具为游标卡尺。检测项目(2)是零件硬度，对应的工具为韦氏硬度计。即在工序(5)检测工序模型的参数中新增检测项目、检测要求和检测工具三个参数，每个参数均有2条数据。

工序9检测首先继承工序8线切割工序模型几何特征，在此基础上继承从工序5检测到工序8热处理之间的尺寸公差、形位公差、基准等信息，根据需要确定波导深度及宽度、定位孔及外形尺寸、辐射缝尺寸和波导内腔对称度及平面度4项检测项目，添加检测要求和检测工具信息，检测工具分别为游标卡尺和三坐标测量机。即在工序9检测工序模型的参数中新增检测项目、检测要求和检测工具三个参数，每个参数均有4条数据。然后对照4项检测项目创建对应的4个视图(注：三维模型可以有多个视图，且不仅限于二维中常见的六个视图和轴测图)。视图是在检测工序模型几何特征的基础上，通过对视图方向定义和三维标注信息显示控制而创建的。视图与检测项目对应，如图4所示，并通过定义视图方向确定信息显示方位，三维标注信息显示控制用于对继承的尺寸公差、形位公差、基准等三维标注信息进行筛选、过滤，仅显示与某检测项目相关的三维标注信息。如图5、6、7分别为波导深度及宽度、定位孔及外形尺寸、辐射缝尺寸检测项目对应的视图。

2)检测信息存储

工艺设计人员将检测工序模型及其附属信息存储到pdm系统相关位置。检测信息存储分为两类，一类是依附于检测工序模型几何特征存在的尺寸公差、形位公差、基准等三维标注信息，以cad文档格式存储到pdm的文件夹中；另一类是采用参数形式记录到检测工序模型中的检测项目、检测要求、检测工具信息，与该检测工序同样以参数形式记录的工序号、工序名称等信息分别存储到pdm中对应的数据表，通过数据库主键映射上述参数信息与检测工序模型的关联关系。具体为通过该零件图号和检测工序所在工序号在pdm的文件夹检索到该工序的检测工序模型，即cad文档格式；在数据表中检索到工序名称、检测项目、检测要求、检测工具信息，并且根据检测项目可以关联检测工序模型对应的视图。通过零件图号和检测工序号关联两类信息，实现检测信息的关联存储。

针对工序5和工序9检测，将形成的检测工序模型进行轻量化处理，生成对应的轻量化模型，包含尺寸公差、形位公差、基准等三维标注信息，以cad文档格式存储到pdm的文件夹中。同时，工序5和工序9中的工序号、工序名称、检测项目、检测要求和检测工具等以属性方式存储到pdm系统中对应的数据表，通过数据库主键映射技术属性信息建立与检测工序模型的关联关系。

3)信息加载及关联性查看

检测员在车间现场借助终端显示设备，根据要求将检测工序模型及其附属信息进行加载到指定检测文件模板，生成三维检测文件，指导后续检测工作。

在检测工位，检测员依托显示终端，按照步骤2)定义的关联存储关系，根据零件模型图号和检测工序所在工序号加载检测工序模型及其附属信息，配合检测文件模板生成符合企业要求的三维检测文件，辅助检测活动。针对不同的检测工序，检测员可以加载不同的检测工序模型；对于存在多个检测项目的检测工序，可以根据检测项目关联检测工序模型对应的视图。检测员可方便的实现信息关联查询，并可通过三维模型特有的缩放、旋转等交互操作直观获取检测信息，辅助检测工作开展。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。