[发明专利]一种智能制造用工业产品设计建模过程优化方法及系统

权利要求书

1.一种智能制造用工业产品设计建模过程优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：设计步骤，包括：

S1.1：设计人员基于产品需求进行数字化建模，生成设计数字模型；

S1.2：在设计数字模型上确定1个原点O，以及n个参考点，a1、a2、……、an；

S2：试制步骤：生产人员基于设计数字模型，生成CNC刀具轨迹文件，加工得到试制样品；

S3：测量步骤，包括：

S3.1：扫描建模：利用扫描模块，可以是激光扫描仪，扫描试制样品，得到扫描数字模型，所述扫描数字模型包括原点O的扫描原点坐标Os(x,y,z)，以及n个参考点的扫描参考点坐标As1(x,y,z)、As2(x,y,z)，……，Asn(x,y,z)；

S3.2：点测量：利用点测量模块，可以是三坐标测量机，对试制样品上的原点O和n个参考点进行测量，得到点测原点坐标Oc(x,y,z)和点测参考点坐标Ac1(x,y,z)、Ac2(x,y,z)，……，Acn(x,y,z)；

S3.3：模型修正：用点测原点坐标Oc(x,y,z)的三坐标值分别减去扫描原点坐标Os(x,y,z)的三坐标值，得到三坐标偏差量Δx、Δy、和Δz，将三坐标偏差量Δx、Δy、和Δz加到点测参考点坐标Ac1(x,y,z)、Ac2(x,y,z)，……，Acn(x,y,z)的x、y、z值上，得到修正参考点坐标，将扫描数字模型上的所有n个参考点的扫描参考点坐标替换为修正参考点坐标；

S3.4：平滑化：采样B样条法或最小二乘法对替换坐标后的扫描模型表面进行平滑化处理，得到修正数字模型；

S4：对照步骤，包括：

S4.1：模型叠合：在计算机内，将修正数字化模型平移至其原点与设计数字模型的原点重合，使设计数字模型和修正数字模型叠合；

S4.2：误差测算：对设计数字模型和测绘数字模型进行布尔减运算，并计算出设计数字模型上的所有点，在法向上与测绘数字模型的距离偏差；如果测绘数字模型的某一点在设计数字模型的外表面以内，即加工时存在过切，则定义距离偏差为负；反之，如果测绘数字模型的某一点在设计数字模型的外表面以外，即加工时存在欠切，则定义距离偏差为正；

S4.3：染色标记：在修正数字模型上，以黄色标记欠切点，以红色标记过切点，颜色RGB值与法向距离偏差的绝对值正相关，即欠切或过切量越大，则黄色或红色越深，得到偏差彩色云图。

2.根据权利要求1所述的一种智能制造用工业产品设计建模过程优化方法，其特征在于：

在步骤S4之后，还包括以下步骤：

S5：迭代步骤：设计人员根据偏差彩色云图对设计数字模型进行修改，再次进行试制，重复步骤S1至步骤S4。

3.根据权利要求1或2所述的一种智能制造用智能制造用工业产品设计建模过程优化方法，其特征在于：

所述步骤S1.2具体是指：将设计数字模型的外表面划分为n+1个网格，取各网格的几何中点，分别作为1个原点O和n个参考点，a1、a2、……、an。

4.根据权利要求3所述的一种智能制造用工业产品设计建模过程优化方法，其特征在于：

所述n+1个网格的面积相等，即，将设计数字模型的外表面划分为面积相等的n+1块网格。

5.根据权利要求1至4任一项所述的一种智能制造用工业产品设计建模过程优化方法，其特征在于：

在加工过程中，记录各网格的加工时间；

计算所有网格的加工时间的平均值，以平均值为基准，计算各网格的加工时间偏差，低于平均值的，以负数标记加工时间偏差，以绿色标记该网格；高于平均值的，以正数标记加工时间偏差，以蓝色标记该网格；

颜色RGB值与加工时间偏差的绝对值正相关，即，加工时间偏差的绝对值越大，则绿色或蓝色越深；得到加工时间云图。