徐楊 王宏

（中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第十四研究所 江蘇省南京市 210039）

數(shù)字化研制模式已經(jīng)成為以復(fù)雜系統(tǒng)為代表的裝備研制模式的發(fā)展趨勢(shì)，數(shù)字化仿真、虛擬樣機(jī)已經(jīng)在復(fù)雜系統(tǒng)的研制過(guò)程中得到了應(yīng)用，傳統(tǒng)的質(zhì)量管控及檢測(cè)模式已經(jīng)不能完全適應(yīng)新的研發(fā)模式的需要，需要構(gòu)建以數(shù)字化樣機(jī)為基礎(chǔ)的三維模型數(shù)字化質(zhì)量檢測(cè)控制體系。

隨著數(shù)字化環(huán)境下復(fù)雜裝備產(chǎn)品基于三維數(shù)字化樣機(jī)的設(shè)計(jì)與生產(chǎn)制造技術(shù)的日趨成熟，產(chǎn)品零部件規(guī)格和數(shù)量變得更加復(fù)雜和種類繁多，對(duì)產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)性和功能性能等質(zhì)量要求不斷提升，因而對(duì)產(chǎn)品的加工精度也提出了更高要求，并造成了產(chǎn)品檢驗(yàn)檢測(cè)難度的加大，傳統(tǒng)的質(zhì)量檢驗(yàn)技術(shù)已不能滿足復(fù)雜電子設(shè)備迅速和高精度的質(zhì)量控制需求。應(yīng)用三維數(shù)字化樣機(jī)的質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)已具備與智能化、數(shù)字化三維設(shè)計(jì)、工藝、生產(chǎn)制造一體化協(xié)同的能力，形成了高效、剛性管控的質(zhì)量檢測(cè)控制體系。

基于數(shù)字化樣機(jī)的質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)是一種從復(fù)雜產(chǎn)品數(shù)字化樣機(jī)三維設(shè)計(jì)、工藝和生產(chǎn)模型BOM中提取復(fù)雜產(chǎn)品關(guān)鍵特性數(shù)據(jù)，通過(guò)仿真分析、知識(shí)工程，以及數(shù)字三維模型與物理實(shí)體的相互映射，在可視化交互環(huán)境下構(gòu)建基于數(shù)字化三維樣機(jī)的質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)試驗(yàn)平臺(tái)。

目前，數(shù)字化、智能化的質(zhì)檢技術(shù)已形成了“虛實(shí)融合，相互映射”的發(fā)展方向，通過(guò)仿真分析、虛擬試驗(yàn)、模擬試驗(yàn)，以及實(shí)物驗(yàn)證試驗(yàn)的有機(jī)融合，在虛實(shí)映射融合的試驗(yàn)環(huán)境中驗(yàn)證復(fù)雜產(chǎn)品的整體質(zhì)量能否滿足設(shè)計(jì)要求。在此基礎(chǔ)上，驗(yàn)證系統(tǒng)間的協(xié)調(diào)和匹配性，并對(duì)復(fù)雜電子設(shè)備的質(zhì)量特性做出評(píng)價(jià)。

MBD(Model Based Definition)即為基于模型的定義。其在數(shù)字化三維模型中賦予數(shù)字化三維設(shè)計(jì)信息和數(shù)字化三維制造信息，使CAD和CAM，以及質(zhì)量檢驗(yàn)檢測(cè)實(shí)現(xiàn)了一體化集成。近年來(lái)，國(guó)外MBD在波音787上已應(yīng)用成功，以三坐標(biāo)測(cè)量、激光跟蹤、激光掃描等為代表的數(shù)字化檢驗(yàn)設(shè)備已取代傳統(tǒng)手工檢測(cè)，在數(shù)字化制造和數(shù)字化檢驗(yàn)檢測(cè)中發(fā)揮了重要作用，已成為數(shù)字化制造和數(shù)字化檢驗(yàn)檢測(cè)中的關(guān)鍵技術(shù)。

1 數(shù)字化環(huán)境三維檢驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量管控架構(gòu)

數(shù)字化三維質(zhì)量檢驗(yàn)控制體系架構(gòu)以復(fù)雜電子產(chǎn)品研制生產(chǎn)中的數(shù)字化三維檢測(cè)需求為牽引，按照“虛實(shí)相互映射融合”的層次化結(jié)構(gòu)建立數(shù)字化環(huán)境三維檢驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量管控體系架構(gòu)，形成了數(shù)字化三維檢驗(yàn)檢測(cè)方法，以實(shí)現(xiàn)數(shù)字化環(huán)境下復(fù)雜產(chǎn)品設(shè)計(jì)與虛擬驗(yàn)證的一體化協(xié)同。

如圖1所示，數(shù)字化環(huán)境三維檢驗(yàn)質(zhì)量管控流程體系框架由五部分構(gòu)成，即數(shù)據(jù)資源層、基礎(chǔ)組件層、信息交互層、虛擬試驗(yàn)核心服務(wù)層和虛擬試驗(yàn)資源集成層。

圖1：數(shù)字化環(huán)境三維檢驗(yàn)質(zhì)量管控體系框架

數(shù)據(jù)資源層：可將產(chǎn)品設(shè)計(jì)模型導(dǎo)入檢驗(yàn)檢測(cè)中，充分利用了數(shù)字化樣機(jī)設(shè)計(jì)成果，為虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證和簡(jiǎn)化模型提供了統(tǒng)一數(shù)據(jù)來(lái)源。其統(tǒng)一存儲(chǔ)在三維數(shù)字化虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證中需要的數(shù)字化模型、知識(shí)和數(shù)據(jù)資源，統(tǒng)一管理和重用包括設(shè)計(jì)模型庫(kù)、試驗(yàn)檢測(cè)模型庫(kù)、環(huán)境條件模型庫(kù)、試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)，以及試驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備等資源。

基礎(chǔ)模塊層：負(fù)責(zé)底層試驗(yàn)檢測(cè)資源的存取、監(jiān)測(cè)與控制，以及檢驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)收集和存儲(chǔ)，提供物理驗(yàn)證資源的實(shí)時(shí)接入接口。該層主要包括試驗(yàn)驗(yàn)證管理、數(shù)據(jù)收集、存儲(chǔ)管理、通用接口和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等模塊。試驗(yàn)驗(yàn)證管理模塊將對(duì)試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程進(jìn)行監(jiān)控，其向信息交互和核心服務(wù)層反饋試驗(yàn)驗(yàn)證資源狀態(tài)；數(shù)據(jù)收集模塊動(dòng)態(tài)收集試驗(yàn)檢測(cè)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)，但不進(jìn)行數(shù)據(jù)解析，以確保數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)性和可靠性；存儲(chǔ)管理模塊以表格形式將試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)到試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)庫(kù)中，可供上層的服務(wù)調(diào)用獨(dú)立于數(shù)據(jù)庫(kù)類型的試驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)函數(shù)；實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換模塊主要封裝實(shí)時(shí)板卡等實(shí)時(shí)設(shè)備的輸入輸出接口，將接口數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成共享內(nèi)存或?qū)崟r(shí)網(wǎng)絡(luò)上的數(shù)據(jù)對(duì)象。

信息交互層：基于數(shù)字化樣機(jī)三維模型，交互虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證中各類對(duì)象的數(shù)據(jù)流、信息流和控制流，并進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)對(duì)象管理、質(zhì)量信息的管理和發(fā)布，以及信息交互通訊管理等。按照對(duì)象描述規(guī)范實(shí)現(xiàn)虛擬試驗(yàn)檢測(cè)對(duì)象的共享和重用來(lái)進(jìn)行對(duì)象管理，由于數(shù)字化虛擬三維樣機(jī)模型依據(jù)系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)實(shí)體類建立，定義了類屬性和類方法。以及虛擬試驗(yàn)驗(yàn)證組成之間的靜態(tài)或動(dòng)態(tài)結(jié)構(gòu)關(guān)系，因此，信息交互層主要提供數(shù)字化樣機(jī)模型質(zhì)量信息的產(chǎn)生、使用、管理維護(hù)等方面的狀態(tài)更新和傳輸，并依賴底層設(shè)備提供的API接口。

虛擬試驗(yàn)核心服務(wù)層：為了試驗(yàn)檢驗(yàn)過(guò)程中的流程驅(qū)動(dòng)和復(fù)雜計(jì)算，以及試驗(yàn)資源調(diào)度和狀態(tài)監(jiān)控，進(jìn)行流程管理服務(wù)和試驗(yàn)網(wǎng)格服務(wù)。試驗(yàn)流程管理服務(wù)主要提供試驗(yàn)驗(yàn)證任務(wù)規(guī)劃、過(guò)程驅(qū)動(dòng)和監(jiān)控管理的工具。試驗(yàn)網(wǎng)格服務(wù)為并行計(jì)算、調(diào)度和優(yōu)化試驗(yàn)資源提供工具。

虛擬試驗(yàn)資源集成層：對(duì)試驗(yàn)驗(yàn)證過(guò)程中涉及的試驗(yàn)對(duì)象、試驗(yàn)環(huán)境和試驗(yàn)交互控制接口分類管理。生成并管理虛擬試驗(yàn)檢驗(yàn)過(guò)程中的數(shù)字試驗(yàn)樣機(jī)模型、試驗(yàn)?zāi)Ｐ湍０搴驮囼?yàn)流程模板等。應(yīng)具備可視化、數(shù)字化三維應(yīng)用開(kāi)發(fā)環(huán)境，幫助試驗(yàn)策劃者將試驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量管控流程中的試驗(yàn)資源對(duì)象模型、試驗(yàn)人員、試驗(yàn)環(huán)境、試驗(yàn)邊界、試驗(yàn)設(shè)備等集成封裝。模擬多物理場(chǎng)耦合環(huán)境可使用虛擬三維試驗(yàn)環(huán)境（包括自然使用環(huán)境、電磁環(huán)境和多應(yīng)力綜合環(huán)境等）的模型管理，并以統(tǒng)一的接口發(fā)布，便于存??；可視化虛擬試驗(yàn)過(guò)程的交互控制有利于進(jìn)行高仿真的本地和異地一體化協(xié)同試驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)基于虛擬現(xiàn)實(shí)的沉浸式三維人機(jī)交互。

虛擬試驗(yàn)三維檢驗(yàn)應(yīng)用層以復(fù)雜產(chǎn)品研制和使用過(guò)程為主線，構(gòu)建三維數(shù)字化試驗(yàn)檢驗(yàn)應(yīng)用流程，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)雜裝備產(chǎn)品檢驗(yàn)方案的有效驗(yàn)證。基于數(shù)字化樣機(jī)三維模型質(zhì)量檢驗(yàn)框架充分考慮了復(fù)雜電子設(shè)備設(shè)計(jì)、生產(chǎn)制造、三維檢驗(yàn)檢測(cè)的一體化協(xié)同需求，并對(duì)試驗(yàn)過(guò)程中的虛擬三維模型、質(zhì)量數(shù)據(jù)進(jìn)行了集成共享。

2 基于虛擬樣機(jī)的三維模型數(shù)字化檢驗(yàn)檢測(cè)方法

在數(shù)字化環(huán)境下復(fù)雜產(chǎn)品制造過(guò)程中，為保證制造過(guò)程中高效的質(zhì)量管理和控制，復(fù)雜裝備制造企業(yè)急需根據(jù)開(kāi)展數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)，形成針對(duì)不同類型零部件的快速數(shù)字化檢驗(yàn)方法，并利用先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備，建立與數(shù)字化設(shè)計(jì)制造環(huán)境相適應(yīng)的數(shù)字化檢驗(yàn)技術(shù)體系?；谔摂M樣機(jī)的三維模型數(shù)字化檢驗(yàn)方法主要由四部分構(gòu)成：基于數(shù)字化樣機(jī)三維工藝模型的檢驗(yàn)規(guī)程、數(shù)字化高效檢測(cè)、自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理、數(shù)字化檢驗(yàn)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用規(guī)范。

2.1 基于數(shù)字化樣機(jī)三維工藝模型的檢驗(yàn)規(guī)程

在車間數(shù)字化生產(chǎn)制造檢驗(yàn)前，從數(shù)字樣機(jī)三維設(shè)計(jì)模型中提取出產(chǎn)品特征參數(shù)，識(shí)別產(chǎn)品檢驗(yàn)特征，通過(guò)三維設(shè)計(jì)、工藝模型快速生成產(chǎn)品數(shù)字化檢驗(yàn)規(guī)程，通過(guò)數(shù)字化檢驗(yàn)檢測(cè)仿真分析，優(yōu)化檢驗(yàn)方式、檢驗(yàn)途徑和檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備，以提高復(fù)雜產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測(cè)質(zhì)量，真正試驗(yàn)基于數(shù)字化樣機(jī)三維工藝模型的檢驗(yàn)規(guī)劃與三維檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷挠袡C(jī)融合。

基于產(chǎn)品數(shù)字化樣機(jī)典型三維結(jié)構(gòu)特征，進(jìn)行檢驗(yàn)檢測(cè)任務(wù)的迅速定義、識(shí)別與提取，并選用適應(yīng)數(shù)字化三維模型的檢驗(yàn)檢測(cè)方案；通過(guò)數(shù)字化三維設(shè)計(jì)、三維工藝模型生成數(shù)字化檢驗(yàn)規(guī)程，并以規(guī)范化的方式輸出；建立三維檢驗(yàn)檢測(cè)坐標(biāo)系；進(jìn)行三維檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷暮?jiǎn)化，使得檢驗(yàn)規(guī)劃與復(fù)雜電子設(shè)備數(shù)字化樣機(jī)三維模型實(shí)現(xiàn)一體化融合。實(shí)現(xiàn)基于數(shù)字化三維模型的數(shù)字化智能檢驗(yàn)、自動(dòng)數(shù)據(jù)分析和質(zhì)量評(píng)價(jià)，達(dá)到高效、精確、剛性的質(zhì)量控制目的。

2.2 數(shù)字化高效檢測(cè)

復(fù)雜裝備產(chǎn)品生產(chǎn)制造中涉及的零部件形式多種多樣，數(shù)量多、批次多，因此必須利用數(shù)字化、智能化手段實(shí)現(xiàn)快速高效的檢驗(yàn)檢測(cè)，通常采用三種方法：

（1）利用拍照比對(duì)或光學(xué)測(cè)量等現(xiàn)代檢驗(yàn)檢測(cè)技術(shù)，形成不同類型零部件的測(cè)量方法；

（2）利用自動(dòng)測(cè)試技術(shù)，選用適配的測(cè)量?jī)x器和設(shè)備建立復(fù)雜產(chǎn)品自動(dòng)化檢驗(yàn)檢測(cè)系統(tǒng)；

（3）對(duì)現(xiàn)場(chǎng)通用輔助量具為了測(cè)量數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集上傳，應(yīng)研制測(cè)試數(shù)據(jù)的采集接口。

數(shù)字化高效快速檢驗(yàn)的重點(diǎn)為復(fù)雜產(chǎn)品三維自動(dòng)化檢驗(yàn)檢測(cè)方案，數(shù)控檢驗(yàn)檢測(cè)編程與仿真分析，基于數(shù)字化三維樣機(jī)的各種可視化、自動(dòng)化檢驗(yàn)方式的集成，以及多源檢驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的融合。

2.3 自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理

對(duì)于復(fù)雜產(chǎn)品的檢驗(yàn)檢測(cè)，需要構(gòu)建各種檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備協(xié)同檢驗(yàn)，并與數(shù)字化三維模型快速自動(dòng)比對(duì)分析的檢驗(yàn)環(huán)境，以實(shí)現(xiàn)在實(shí)際工程中大量測(cè)試檢驗(yàn)數(shù)據(jù)的高效快速處理。通過(guò)自動(dòng)比對(duì)預(yù)處理后的檢驗(yàn)實(shí)測(cè)值和三維模型理論值，生成產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)價(jià)。

自動(dòng)化的數(shù)據(jù)處理包含：異構(gòu)測(cè)量數(shù)據(jù)的拼合、融合、去噪、光順、過(guò)濾等預(yù)處理；工程約束條件下檢測(cè)數(shù)據(jù)與三維模型的配準(zhǔn)對(duì)齊；自動(dòng)比對(duì)三維設(shè)計(jì)模型和數(shù)字化檢驗(yàn)規(guī)范的誤差點(diǎn)判別；做出產(chǎn)品是否合格的質(zhì)量評(píng)價(jià)，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品質(zhì)量的剛性管控。

2.4 數(shù)字化檢驗(yàn)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用規(guī)范

數(shù)字化檢驗(yàn)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用規(guī)范是對(duì)復(fù)雜產(chǎn)品基于數(shù)字化三維模型檢驗(yàn)中相關(guān)自動(dòng)測(cè)量技術(shù)的總結(jié)歸納，需要針對(duì)工程應(yīng)用環(huán)境，具體問(wèn)題具體分析，但是通常應(yīng)包括：基于數(shù)字化三維模型的檢驗(yàn)規(guī)程的編制、基于數(shù)字化三維模型檢驗(yàn)方法的選用、數(shù)字化檢驗(yàn)檢測(cè)數(shù)據(jù)的處理分析、基于數(shù)字化三維模型檢驗(yàn)流程模板等。

3 應(yīng)用實(shí)例

數(shù)字化、智能化研制生產(chǎn)模式使傳統(tǒng)的生產(chǎn)制造和產(chǎn)品檢驗(yàn)都產(chǎn)生了變革。在制造環(huán)節(jié)利用數(shù)字化加工和裝配設(shè)備、物料存儲(chǔ)和輸送系統(tǒng)、生產(chǎn)過(guò)程的數(shù)字控制開(kāi)展了基于三維模型的數(shù)字化生產(chǎn)。為全面解決數(shù)字化環(huán)境下三維產(chǎn)品的檢驗(yàn)問(wèn)題，從以下方面開(kāi)展基于MBD的三維檢測(cè)（圖2）：

圖2：基于數(shù)字化模型的三維檢測(cè)

（1）導(dǎo)入電子產(chǎn)品三維設(shè)計(jì)模型，進(jìn)行參數(shù)提?。和ㄟ^(guò)建立文件指針和機(jī)械接口與三維模型的特征數(shù)進(jìn)行連接，提取出產(chǎn)品零部件的參數(shù)，輸出到指定路徑的Excel表格中；

（2）利用三坐標(biāo)測(cè)量軟件的功能，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)編程、檢測(cè)；

（3）利用專業(yè)的離線自動(dòng)編程軟件，實(shí)現(xiàn)依據(jù)三維設(shè)計(jì)模型的自動(dòng)編程、檢測(cè)；

（4）利用激光掃描比對(duì)的技術(shù)方案對(duì)制造過(guò)程質(zhì)量信息自動(dòng)獲取、有效評(píng)估，控制產(chǎn)品質(zhì)量。測(cè)量方法如圖3所示。

圖3：測(cè)量方法

制造過(guò)程自動(dòng)獲取質(zhì)量信息和有效評(píng)估主要包括：信息采集、信息處理、信息對(duì)比及質(zhì)量評(píng)價(jià)等。首先通過(guò)數(shù)字化、智能化的信息采集設(shè)備，自動(dòng)、精準(zhǔn)地取得檢測(cè)實(shí)物表面離散各點(diǎn)空間幾何信息，生成數(shù)據(jù)點(diǎn)云；該點(diǎn)云經(jīng)過(guò)稀釋、分層、刪除誤差點(diǎn)等預(yù)處理后，自動(dòng)構(gòu)造測(cè)量體的三維實(shí)物模型；將測(cè)量得到的三維實(shí)物模型與數(shù)字化樣機(jī)設(shè)計(jì)模型通過(guò)比對(duì)軟件進(jìn)行自動(dòng)比對(duì)，最終得出被檢對(duì)象的質(zhì)檢評(píng)價(jià)結(jié)論。如圖4所示。

圖4：制造過(guò)程質(zhì)量信息自動(dòng)獲取與有效評(píng)價(jià)技術(shù)

采集數(shù)據(jù)點(diǎn)云的質(zhì)量直接影響了三維實(shí)體模型與三維設(shè)計(jì)模型比對(duì)的結(jié)果，因此高精度的數(shù)據(jù)采集是實(shí)現(xiàn)數(shù)字化制造產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)的基礎(chǔ)和關(guān)鍵。

檢測(cè)信息的采集方式按傳感器類型分為接觸式和非接觸式。

接觸式檢測(cè)通過(guò)測(cè)試探頭與被測(cè)對(duì)象接觸，采集被測(cè)表面的輪廓曲面，進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后，從而獲得被測(cè)對(duì)象的表面輪廓信息。接觸式觸發(fā)測(cè)試探頭通過(guò)測(cè)試探頭的探尖與被測(cè)對(duì)象接觸，產(chǎn)生的接觸力由測(cè)桿傳遞到測(cè)試探頭內(nèi)部的觸發(fā)機(jī)構(gòu)，當(dāng)測(cè)試力達(dá)到能夠克服內(nèi)部彈簧的預(yù)壓力時(shí)，觸發(fā)機(jī)構(gòu)的機(jī)械觸點(diǎn)便脫離接觸，進(jìn)而產(chǎn)生觸發(fā)信號(hào)。接觸式檢測(cè)具有精度高、穩(wěn)定可靠的優(yōu)點(diǎn)，但其最大的缺點(diǎn)就是采集效率低，限制了測(cè)量速度，并且接觸式測(cè)量有一定的測(cè)量力，對(duì)于薄壁件、曲線曲面等異型面測(cè)量有一定的局限。

非接觸測(cè)量主要是運(yùn)用光、聲、電磁等介質(zhì)，獲得被測(cè)對(duì)象曲面的三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)。在工程中，大量的非接觸檢測(cè)方法主要采用光學(xué)方法，例如激光三角法等。三角法的基本原理是：激光發(fā)生器產(chǎn)生的激光投射到被測(cè)對(duì)象，位置傳感器接收由被測(cè)對(duì)象表面反射回的漫反射光，依據(jù)其成像位置，即可按照三角幾何原理算出被測(cè)物體的空間坐標(biāo)。非接觸式測(cè)量，不需要直接接觸被測(cè)對(duì)象，并且檢測(cè)速度比接觸式要高效，因此，在三維檢驗(yàn)檢測(cè)領(lǐng)域被大量應(yīng)用。

三坐標(biāo)激光檢測(cè)設(shè)備將三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)與激光掃描技術(shù)相結(jié)合，其綜合了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量范圍大、精度高、效率高，可與柔性制造系統(tǒng)相連接等眾多優(yōu)點(diǎn)，又具備激光掃描非接觸、工作速度快、測(cè)量距離長(zhǎng)、對(duì)被測(cè)體表面特性要求不高等特點(diǎn)，在數(shù)字化三維檢驗(yàn)檢測(cè)獲得了廣泛的應(yīng)用。

在基于三維模型的數(shù)字化制造過(guò)程中，三維激光掃描檢測(cè)可實(shí)現(xiàn)實(shí)物質(zhì)量信息的自動(dòng)獲取與有效評(píng)估，充分利用三維模型基于數(shù)字化樣機(jī)直接生成的優(yōu)點(diǎn)，實(shí)現(xiàn)了生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)檢數(shù)據(jù)的自動(dòng)采集與剛性評(píng)估，顯著提高了制造環(huán)節(jié)的質(zhì)量管控效率。

3.1 設(shè)計(jì)模型

導(dǎo)入的設(shè)計(jì)模型格式一般為通用的STEP、PRO/E、IGES等格式，設(shè)計(jì)模型擺放的位置矢量應(yīng)與零件在三坐標(biāo)平臺(tái)上的擺放位置矢量一致。

3.2 數(shù)據(jù)采集

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的激光掃描測(cè)頭，可以快速實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)掃描。如圖5所示。

圖5：三坐標(biāo)測(cè)量效果

3.3 建立對(duì)比模型

應(yīng)用導(dǎo)入的點(diǎn)云信息，進(jìn)行過(guò)濾后，使用網(wǎng)狀表面構(gòu)造被檢產(chǎn)品的三維實(shí)物模型，并與數(shù)字化樣機(jī)的三維設(shè)計(jì)模型比對(duì)。如圖6所示。

圖6：模型比對(duì)效果

3.4 產(chǎn)品質(zhì)量檢測(cè)評(píng)價(jià)

完成比對(duì)模型的構(gòu)建，利用軟件的對(duì)比功能，則可以實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品的質(zhì)量評(píng)估，并以表面色差圖或多種格式的檢測(cè)報(bào)告顯示質(zhì)量評(píng)估結(jié)果。如圖7所示。

圖7：質(zhì)量檢測(cè)評(píng)估結(jié)果

將激光掃描后形成的數(shù)據(jù)點(diǎn)云進(jìn)行處理，刪除誤差點(diǎn)后與設(shè)計(jì)模型在比對(duì)軟件中進(jìn)行比對(duì)。按照公差要求設(shè)置色帶數(shù)值，將數(shù)據(jù)點(diǎn)云與設(shè)計(jì)模型進(jìn)行全局比對(duì)或者截面比對(duì)，形成色譜圖檢測(cè)報(bào)告。

4 結(jié)論

基于數(shù)字化三維模型的制造技術(shù)已日趨成熟和完善，三維數(shù)控加工和三維裝配仿真等已在實(shí)際工程中應(yīng)用，基于三維模型的制造技術(shù)已向三維設(shè)計(jì)、三維工藝、三維制造仿真、三維檢驗(yàn)的產(chǎn)品研制全過(guò)程發(fā)展，保證了產(chǎn)品全壽命周期數(shù)據(jù)的一致性，提高了產(chǎn)品研制生產(chǎn)的質(zhì)量和效率。