基于模型的产品定义链接设计和计量

　　PTC 和 ZEISS 开发将​​制造数据自动传输到测量机编程中　　

　　挑战

　　蔡司客户热衷于学习如何生成 CAD 模型，以保证将基于模型的定义在计量上正确地传输到内部蔡司 CALYPSO 软件。Zeiss 和 PTC 合作定义和优化现有流程并定义新的工作方式。

　　蔡司：基于 CNC 的坐标测量机的市场领导者

　　蔡司测量机以其质量和精度而闻名于世。随着许多行业正在进行数字化转型，控制蔡司测量机的软件变得越来越重要。由于基于模型的定义 (MBD) 的兴起，蔡司越来越多地面临这样一个问题：必须如何在 CAD 系统中创建 CAD 模型以保证 MBD 的计量正确传输。出于这个原因，蔡司质量卓越中心和 PTC 开展了一个联合知识转移项目。因此，蔡司自己的基于 CAD 的测量软件 ZEISS CALYPSO 的最后几个版本包含了一个导入功能，该功能可以从 PTC 的 Creo CAD 模型中获取生产和制造信息 (PMI)。

　　Carl Zeiss Industrielle Messtechnik GmbH 是计算机数控 (CNC) 三坐标测量机的全球市场领导者，在全球超过 32 个销售和服务机构提供创新技术解决方案。

　　产品范围包括硬件（门式测量机、工业计算机断层扫描仪、表面轮廓和测量机、显微镜）以及软件、服务和配件。所有与系统相关的模块，如控制系统、传感器、测量系统、附件和软件，都是内部开发和制造的，包括基于 CAD 的 ZEISS CALYPSO 测量软件。

　　蔡司质量卓越中心：测量服务、培训和技术创新

　　在全球 60 多个蔡司质量卓越中心中，客户可以依靠快速解决方案来应对他们的计量挑战。德国科隆和 Ostfildern 中心负责人 Philipp Willier 说：“我们为众多行业的客户提供服务，其应用范围从微电子到风力涡轮机和商用飞机的制造。在蔡司质量卓越中心，我们拥有最现代化的蔡司测量机可用于培训、测量服务和客户演示。我们对组件进行测量和数字化，并支持我们的客户进行离线编程和设备应用。”服务范围包括计量挑战咨询、合同和工作测量、使用计算机断层扫描的零件检查以及确保机器可用性的在线服务。

　　从 2D 工程图创建检验计划

　　到目前为止，创建检查计划的标准程序是将 3D 模型从 CAD 系统导入蔡司 CALYPSO，然后使用该软件根据 2D 技术图纸定义测量值。例如，可以通过探测三个或更多点来测量圆，通过在不同高度进行圆测量来测量圆柱。

　　为了执行这个程序，用户解释了 2D 图纸并将信息传输到 3D 模型和 ZEISS CALYPSO 检测计划。尽管蔡司 CALYPSO 测量软件为用户提供了简化编程的功能，但该过程非常耗时并且存在一定的错误可能性。

　　此过程的另一个挑战是 3D 几何、尺寸、公差和其他注释通常是单独定义的。基于 3D 几何图形导出图纸，然后在其中存储尺寸和几何公差规格。这些尺寸和公差成为测量的标称值，并与蔡司 CALYPSO 中的测量点相关联。

　　使用基于模型的定义自动创建检验计划

　　基于模型的定义 (MBD) 技术可以直接在 3D 模型上将尺寸和几何公差定义为 PMI。MBD 数据不仅取代了图纸，而且是机器可读的，尤其是在根据 ISO GPS 系统（几何产品规范）定义时。

　　PTC和蔡司联合客户需求量大

　　蔡司 CALYPSO 和计量标准软件的产品经理 Beata Schoenberg 回忆起与 PTC 合作项目的开始，“大约一年前，Philipp Willier 和我与 PTC 的 Katrin Schillack 就如何更好地支持我们的许多联合客户在他们的工作中。事实证明，MBD 具有显着简化流程的巨大潜力。PTC 的 CAD 专家 Katrin Schillack 补充道：“许多 PTC 客户使用蔡司测量设备，我们听说 MDB 在客户讨论中变得越来越重要。因此，合作为数据创造条件是有意义的。存储在 MBD 中以用于蔡司 CALYPSO。”

　　GPS 标准需要设计师重新思考

　　Schoenberg 解释说：“GPS 标准要求设计人员在创建尺寸时重新考虑：今天，边缘的长度或两个表面之间的理论交点通常是有尺寸的——但这种‘尺寸’不能用触觉测量传感器触摸。PMI 应该在这种情况下，未在圆柱体的中心线上定义，但始终将尺寸和公差与可触摸的几何元素联系起来。“对于符合 MBD 的 PMI 定义，将信息链接到表面元素。定义了长度尺寸“

　　Creo 和 ZEISS CALYPSO 之间的智能接口使数据传输自动化

　　蔡司已经在 2016 蔡司 CALYPSO 软件版本中集成了一个 PMI 接口和一个用于读取 MBD 数据的转换器。在 PMI 信息和相关几何形状的帮助下，最新的蔡司 CALYPSO 软件版本建议了适当的测量策略。例如，对于圆柱体，软件通过定义在圆柱体长度上以几个圆圈进行探测来自动设置测量策略。PMI 测量计划中测量特征和检查特征的完整定义是自动的。测量技术人员必须只定义测量设备和探头或传感器上零件的方向，必要时优化测量顺序，定义横向路径，并执行碰撞检查。带有图形移动路径显示的模拟使检查自动生成的测量计划变得更加容易。当然，也可以在测量中仅包括选定的 PMI。

　　“这里的一个主要优势是蔡司 CALYPSO 测量软件还使用 CAD 系统中的检测特性名称，”Schoenberg 解释说。她补充说：“这意味着设计工程师和测量技术人员总是知道他们在谈论同一个元素。而且节省的时间令人印象深刻；创建每个测量元素和每个检查特性，包括测量策略，过去需要大约两个分钟，当一个组件有几十个特征时，这些加起来。”

　　节省时间并不是唯一的好处，蔡司 CALYPSO 测量软件还有助于生成明确定义的 MBD 模型。Schoenberg 解释说：“今天，您可以查看自动创建的检测计划、优化顺序、定义移动路径，然后可以直接在相应的测量设备上执行测量。这样做时，您可以确保 Creo 中的自动检查将检测到与几何无关的冗余测量或 PMI，并且设计人员将提供明确定义的 MBD 模型。”

　　PTC 和蔡司：共同发展 MBD

　　“PTC 和蔡司在开发 MBD 方面有着共同的兴趣，因为蔡司提供了完整的联网机器产品组合，”PTC 专家 Katrin Schillack 说。“蔡司极具创新性、快速性和灵活性，并已被证明是共同开发的优秀合作伙伴。”

　　Willier 补充说：“GPS 的主题要求设计师在定义几何形状时就考虑计量学。我们在培训课程中致力于唤醒这种理解，而设计师和测量工程师工具的紧密联系支持了这一点。”

　　紧密的合作伙伴关系为 PTC 和蔡司客户创造附加价值

　　Beata Schoenberg 补充道：“在蔡司，我们多年来一直在我们的设计部门与 Creo 合作，因此与其他系统相比，这里具有知识优势——这就是为什么这种合作是有意义的。”

　　蔡司不仅对 Creo 非常熟悉，而且 PTC 还提供了继续开发其 MBD 解决方案所必需的强大合作伙伴关系。“PTC 是一个优秀的合作伙伴，我们正在努力进一步永久开发该解决方案，以便我们的客户能够快速受益于 MBD 的优势。具体来说，这意味着质量优化和更短的产品开发周期，以及高度的数字化和自动化流程，”Schoenberg 说。

　　蔡司的下一步是提供高级 MBD 培训，但这仅仅是开始。Schoenberg 补充说：“目前，我们计划在 2021 年为联合客户推出 Creo 和 ZEISS CALYPSO 之间的 MBD 高级培训。ZEISS 和 PTC 之间的合作产生了一个解决方案，该解决方案不仅可以保证效率和时间，还可以带来设计和质量控制这两个学科紧密结合在一起。”　

　　结果

　　“今天，您可以查看自动创建的检测计划、优化顺序、定义移动路径，然后可以直接在相应的测量设备上执行测量。这样做，您可以确保 Creo 中的自动检测将检测到与几何无关的冗余测量或 PMI，并且设计人员将提供明确定义的 MBD 模型。”

　　- 蔡司 CALYPSO 和计量的 Beata Schoenberg 产品经理标准软件