當(dāng)沖壓模具報(bào)廢的時候猬错，生產(chǎn)制造會被迫停滯。汽車制造商大多無法承受這樣的停滯發(fā)生。這就是為什么福特(Ford)公司求助Detail Technologies公司對兩個要達(dá)到使用壽命的野馬汽車(Mustang)沖壓模具實(shí)施逆向工程倦炒。

　　Detail Technologies生產(chǎn)新的和復(fù)制注塑模浴祥、沖壓模、壓鑄模及各個部件毁兼。公司使用Geomagic Studio逆向工程軟件预蒜，Geomagic能夠處理三維掃描實(shí)物零件得到的點(diǎn)云, 自動把點(diǎn)云轉(zhuǎn)換成精確的數(shù)字模型，以用于下游CAD/CAM/CAE系統(tǒng)和機(jī)械加工及分析坝跃。

　　通常奇门，送到Detail Technologies公司的模具鋼已經(jīng)是先按CAD數(shù)據(jù)被切削，然后再通過手工精度調(diào)整制成零件茂蓬。微調(diào)工序成為復(fù)制精度重復(fù)性的難題栖啰。

　　“沖壓鋼不是一門精密科學(xué)，這些鋼通常與設(shè)計(jì)意圖有所不同吴钧〗倌”John Amos說，他是Detail Technologies公司的逆向工程專家宙娃。最終這些鋼需要被修復(fù)拄弯，替換或復(fù)制。

　　“除非是極具遠(yuǎn)見的客戶獲得了未來參考標(biāo)準(zhǔn)的數(shù)據(jù)幻林，”Amos說贞盯，“否則，為了復(fù)制這些沖壓鋼沪饺，必須經(jīng)歷同樣單調(diào)的工作程序躏敢。”

　　當(dāng)用于沖壓和再沖壓野馬汽車(Mustang)橫梁與框架的鋼模具達(dá)到使用壽命時整葡，福特公司發(fā)現(xiàn)自己現(xiàn)在所處的情況就如上所述件余。與其投資4億美元來重新整合仍處于市場上的野馬汽車型號，福特公司選擇對正在老化的模具用逆向工程重建遭居，避免正式停止使用啼器，延長鋼模具使用期多年。

　　重建模具避免重整汽車型號

　　“模具”是一個普通的術(shù)語俱萍，這個案例用它來描述制造沖壓件的加工設(shè)備端壳。一套模具組由兩個相對的部件組成，它對鋼先成形枪蘑，再沖壓和打孔损谦。模具組的上半部分被安裝在一個沖壓桿上，用來傳遞沖壓動作齿矗；下半部分被安裝在中間的支承板上用玷，用來依次閉合到?jīng)_壓座上秤瞒。定位銷用來確保模具組上下部分的對齊。

　　通常情況下疗涎，模具設(shè)備有一個8到12年的設(shè)計(jì)使用壽命侵透。

　　“模具損耗了，”Amos說理若，“任何懂沖壓工序的人都知道這個工序?qū)δ＞邠p耗很大逞脚。”

　　模具的期望壽命依賴于工作周期涡似。例如霸篡，福特野馬汽車不是銷量很大的車型，因此它的模具將比F系列卡車或Escape SUV運(yùn)動型多功能車具有更長的期望壽命怨怒。

　　只要對車輛的需求依舊存在吹毫，對各結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)就要長期不變地進(jìn)行。伴隨每一次生產(chǎn)的延續(xù)榴痢，模具完全失效的風(fēng)險(xiǎn)都在增加龟卷。

　　“工程師的責(zé)任在于對問題的警覺性 ‘我們在模具徹底失效前，投入資金來重建模具更可靠’粤策，”Amos說樟澜，“野馬汽車模具沒有失效過，它們可能再運(yùn)轉(zhuǎn)一兩年叮盘。但是失效的可能性和代價(jià)要遠(yuǎn)高于重新開幾個模具的成本秩贰。”

　　用老模具創(chuàng)建新模具

　　福特公司決定重建兩個野馬汽車模具.用途是沖壓大約長6英尺柔吼、寬8英寸的橫梁構(gòu)件毒费。鋼制鈑金放置在第一個模具上，沖壓嚷堡，再用第二個模具再次沖壓折彎角蝗罗。在模具被卸下分離艇棕、掃描和重建時蝌戒，先生產(chǎn)一定庫存的零件來滿足需求。

　　42個獨(dú)立的模塊沼琉，每組模具21個北苟，每個模塊大約面包盒大小。用LDI RPS450掃描儀采集點(diǎn)云琉枚，這種掃描儀數(shù)據(jù)采集率可以達(dá)到每秒14,400個點(diǎn)酌涮。兩個數(shù)據(jù)采集傳感器獨(dú)立工作，以保證零件上一些幾何背影特征的數(shù)據(jù)能夠被采集更鼻。

　　Amos用兩個獨(dú)立的傳感器在第一個坐標(biāo)位置掃描了鋼模具丑炒，然后移動鋼模具或者掃描儀到另一個位置以采集錯過的部分。不斷重復(fù)這個過程直到點(diǎn)云數(shù)據(jù)被完全采集到。

　　Amos在它最終的掃描文件坐標(biāo)值列表中記錄下至少三個坐標(biāo)球的坐標(biāo)位置芬阀，并在CMM三坐標(biāo)測量機(jī)上重新安裝PH10測頭來測量2D數(shù)據(jù)（線焦驰、銷位、螺位）及坐標(biāo)球本身讽渐。這樣可以創(chuàng)建一個旋轉(zhuǎn)矩陣來合并所有數(shù)據(jù)文件搭照。

　　掃描結(jié)束后，老的模具被重新裝配起來揭斥，繼續(xù)投入生產(chǎn)中凝估。用老模具再生產(chǎn)一定庫存的零件以備將來拆卸和裝配新的模具。

　　零件的整體點(diǎn)云數(shù)據(jù)（每個零件包含3到4百萬個點(diǎn)）被導(dǎo)入Geomagic Studio軟件眶衙，這里Amos設(shè)置采樣距離為0.005英寸甜奄，曲率采樣為大約70％。他對點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行著色窃款，分離出任何看上去有問題的區(qū)域贺嫂。根據(jù)工程需要減少點(diǎn)云數(shù)據(jù)并保持一定量的掃描點(diǎn)以保證精度。

　　“模具表面焊縫會引起凹陷雁乡，這些凹陷會導(dǎo)致很難看的多邊形三角網(wǎng)格面第喳，”Amos說，“曲面需要平滑踱稍，否則模具可能再次現(xiàn)露出焊縫曲饱。”

　　Geomagic 軟件里有精確的算法珠月，用于修復(fù)粗糙的區(qū)域扩淀。Amos繼續(xù)進(jìn)行曲面設(shè)計(jì)，他用Geomagic Studio補(bǔ)曲面凹陷和消除釘狀數(shù)據(jù)啤挎。他可以分離孔和面的區(qū)別（數(shù)據(jù)空缺的地方)驻谆，并用軟件里精確的算法控制來填充這些孔。

　　曲面的邊界也需要處理庆聘、增加約束或去掉約束胜臊、移動，直到Amos完成一個精確可用的曲面商寝。然后通過比較點(diǎn)云數(shù)據(jù)和創(chuàng)建的曲面得到一個誤差色譜圖筝便，這樣對曲面的精度才有把握。

　　兩個數(shù)據(jù)集(點(diǎn)云和曲面)被保存為IGES文件愁淀，然后連同一個包含定位球信息的CMM文件一起導(dǎo)入MasterCam CAD系統(tǒng)中匆力。Amos使用球位置信息來對齊兩個數(shù)據(jù)集到相同的坐標(biāo)位置，并延伸在逆向工程過程中被剪切掉的邊界曲面曙椎。最終完成的CAD文件被保存給CAM部門龟些。

　　失效事實(shí)發(fā)生前存檔數(shù)據(jù)

　　CAM部門利用兩個模具創(chuàng)建的CAD文件制造出模具塊档葱，這些模具塊被處理(粗加工、半成品制造棘扯、熱處理矿矿、硬銑削)成相同的模具替代品。最終的模具被運(yùn)送到福特公司用于生產(chǎn)眯词，整個過程共5個星期棋躬，其中用來掃描和建模只有四天，其它的時間用來拆卸模具和生產(chǎn)延届。模具離開生產(chǎn)線只有10天時間剪勿。

　　Amos說，時間總量還可以再減少方庭，如果制造商把逆向工程列入標(biāo)準(zhǔn)程序：一旦零件經(jīng)核準(zhǔn)馬上就對其模具實(shí)行逆向工程厕吉，這樣可以確保數(shù)字化存檔數(shù)據(jù)任何時候都可以拿到。當(dāng)一個模具接近它的失效點(diǎn)時械念，存檔數(shù)據(jù)被取出头朱，重建模具，老的模具立刻被新的替換龄减。

　　“我們有一個龐大的文件服務(wù)器系統(tǒng)项钮，能夠非常專業(yè)化地保存存檔數(shù)據(jù)，這使我們很自豪希停∷肝祝”Amos說，“但是我做的逆向工程工作常常是圍繞著客戶找不到的數(shù)據(jù)宠能。通常在模具運(yùn)轉(zhuǎn)的生產(chǎn)過程中根本不允許有停機(jī)時間亚隙，因此當(dāng)他們需要模具時就是馬上需要。如果商業(yè)界愿意投資棵薛，模具核準(zhǔn)之后就掃描掰砌，預(yù)先得到一個可重復(fù)制造的產(chǎn)品，那就太好了抗该。這個工作流程將更加高效学岔。”

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