基于模型的产品定义  链接设计与计量

PTC与卡尔蔡司合作项目

蔡司测量机以其质量和精密度而享誉世界。随着诸多行业的数字化转型，蔡司测量机的控制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如何在CAD系统中创建CAD模型以保证MBD正确计量转换的问题。为此，蔡司卓越质量中心和PTC开展了一项联合知识转移项目。最终，在蔡司公司基于CAD的测量软件ZEISS CALYPSO的最新版本中，成功引进了从PTC Creo CAD模型中获取产品和制造信息（PMI）的导入功能。目标是通过扩展这一导入功能，以便设计和计量能以较优的方式协同工作。

卡尔蔡司：CNC三坐标测量机市场的高端品牌

卡尔蔡司工业测量技术有限公司是计算机数控（CNC）三坐标测量机在全球市场中的优质品牌，为全球超过32家销售和服务机构提供了创新技术解决方案。
产品范围包括硬件（门式测量机、工业计算机断层扫描系统、表面轮廓测量类仪器和显微镜）以及软件、服务和附件。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）均在内部开发和制造，包括基于CAD的ZEISS CALYPSO测量软件。
 

基于2D图纸创建检验计划

到目前为止，创建检验计划的标准程序是将3D模型从CAD系统导入ZEISS CALYPSO，然后使用该软件根据2D技术图纸定义测量。例如，可以通过探测三个或更多点来测量圆，并通过测量不同高度的圆来测量圆柱体。
为执行该程序，用户需要解释2D图纸，并将信息转换至3D模型和ZEISS CALYPSO测量计划。尽管ZEISS CALYPSO测量软件为用户提供简化编程的功能，但该程序较为耗时且存在出现错误的可能性。
该程序的另一个挑战是，3D几何、尺寸、公差和其他注释通常需要单独定义。基于3D几何导出图纸，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标称值，并与ZEISS CALYPSO的测量点相关联。

蔡司卓越质量中心：测量服务、培训和技术创新

在全球60多个蔡司卓越质量中心，客户可以依靠快速解决方案来应对所遇到的计量挑战。德国科隆和奥斯特菲尔登中心的负责人Philipp Willier表示：“我们为众多行业的客户提供广泛的服务，包括微电子技术和风力涡轮机及商用飞机的制造。蔡司卓越质量中心拥有较为先进的蔡司测量机，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，为客户提供离线编程和设备应用支持。”服务范围覆盖计量上面临挑战的咨询、基于合同的测量服务、利用计算机断层扫描的部件检验以及确保机器可用性的在线服务。
ZEISS CALYPSO测量软件几乎可以处理任何测量任务。

使用基于模型的定义自动创建测量计划

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数据不仅可替代图纸，其同样具备机器可读性，尤其是根据ISO GPS系统（几何产品规格）定义时。

GPS标准对设计师的要求

Schoenberg解释说：“GPS标准要求设计师在创建尺寸时重新考虑：如今，边缘长度或两个表面之间的理论交点通常是尺寸化的，但这种“尺寸”无法通过触觉测量传感器感知。在这种情况下，PMI不应在圆柱体中心线上定义，但它始终是将尺寸和公差与可触几何元素联系起来的关键。”
“对于MBD兼容的PMI定义，可以将信息链接到表面元素。长度尺寸在两个平行表面上定义，而孔在圆柱体表面上定义。Creo在定义期间实时检查PMI的合理性，并用红色标记无意义的条目。”

PTC和卡尔蔡司共同客户的大量需求

ZEISS CALYPSO和计量标准软件产品经理Beata Schoenberg回忆起与PTC开展合作项目的开始：“大约一年前，我和Philipp Willier与来自PTC的Katrin Schillack进行了一次对话，讨论我们应当如何更好地为共同客户提供支持。最终结论是，MBD具有显著简化过程的巨大潜力。”来自PTC的CAD专家Katrin Schillack补充道：“许多PTC客户使用ZEISS测量设备，我们听说客户讨论中越来越频繁地提及MDB话题。因此，双方开展合作以推动MBD存储数据用于ZEISS CALYPSO是有意义的。”

Creo和ZEISS CALYPSO之间的智能接口实现自动化数据转换

蔡司已经在2016 ZEISS CALYPSO软件版本中集成了PMI接口和用于读取MBD数据的转换器。借助PMI信息和相关几何图形，最新ZEISS CALYPSO软件版本可推荐合适的测量策略。以圆柱体为例，软件通过定义在圆柱体长度上以多个圆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测特征的完整定义将自动完成。测量技术人员仅须在测量设备和探头或传感器上定义部件方向、必要时优化测量顺序、定义移动路径，并执行碰撞检查。带有模拟的图形移动路径可以更轻松地检查自动生成的测量计划。当然，也可以仅在测量中选定所包含的PMI。
Schoenberg解释说：“ZEISS CALYPSO测量软件在此处体现的一个主要优势是，它能够使用CAD系统中的检验特征名称”。她补充表示：“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元素。并且它可以节省大量时间；创建每个测量元素和每个检测特征（包括检测策略）通常需要大约两分钟，当组件具有许多个特征时，所需时间也相应增加。”
节省时间并不是ZEISS CALYPSO测量软件的唯一优势，该软件还可帮助生成定义清晰的MBD模型。Schoenberg解释说：“如今，您可以查看自动创建的检验计划，优化顺序，定义移动路径，然后直接在相应的测量设备上进行测量。如此一来，您可以确保Creo中的自动检验将检测到与几何形状无关的冗余测量或PMI，而设计师可以提供清晰定义的MBD模型。”

紧密的合作伙伴关系为PTC和卡尔蔡司客户创造附加价值

Beata Schoenberg补充道：“卡尔蔡司设计部门与Creo具有多年合作经验，因此与其他系统相比，我们更具知识优势——这就是本次合作具有意义的原因。”

PTC与卡尔蔡司：进一步开发MBD的共同利益

PTC专家Katrin Schillack表示：“PTC和卡尔蔡司在开发MBD方面有着共同的利益，因为蔡司可以提供完整的联网机器产品组合。”
“卡尔蔡司具有较高创新性、敏捷性和灵活性，已被证明是共同发展的优秀合作伙伴。”
Willie补充表示：“GPS主题要求设计师在定义几何图形时便考虑计量学。我们致力于在培训课程中贯彻这一意识，而设计师和测量工程师工具的紧密联系支持了这一点。”

“卡尔蔡司和PTC合作的成果是，在保证效率和节省时间的同时能够将设计和质量控制结合得更加紧密。”
Beata Schönberg，ZEISS CALYPSO和计量标准软件产品经理，蔡司工业质量解决方案部门