3D 计量软件(也称为 CMM 软件或 VMM 软件)的功能远不止导入 CAD 模型和测量零件。什么才是优秀的计量软件?

　　在向客户提供产品时，制造商应通过建立和实施严格的质量控制 (QC) 流程来努力满足质量期望。

　　任何 QC 流程的必要部分都涉及尺寸计量——这是一门依靠计算机控制的测量机器(包括 CMM 机器和 VMM 机器)来测量和验证制造的零件是否符合设计规范的学科。

　　CMM 机器和视觉测量系统所运行的软件至少应该能够测量相对于 CAD 模型的零件。但这仅仅是个开始。良好的 CMM 或 3D 计量软件应该能够在整个 QC 过程中发挥更多作用。

　　在这篇由两部分组成的文章中，我们将探讨什么是优秀的计量软件——从导入行业 CAD 文件格式，到运行高效的测量程序，再到满足法规遵从性要求。我们还将介绍 ZONE3，这是一款旨在作为面向未来的综合解决方案的 OGP 软件包。

　　让我们开始吧。

　　什么是计量软件或 CMM 软件?

　　计量软件(或 CMM 软件/VMM 软件)是一组在自动测量机上执行特定任务的应用程序、脚本和程序。该软件获取测量数据、评估数据、在整个零件测量过程中提供用户界面，并提供用于报告、法规遵从性等的管理工具。

　　大多数计量软件包都包含应用软件、系统软件和中间件。软件包通常还包含编程软件，供质量管理人员在制造的零件上创建和运行自定义测量程序。

　　虽然一些系统制造商为其特定应用开发高度专有和定制的计量软件包，但其他系统制造商则将它们开发为现成的集成包。

　　最佳计量软件提供什么?

　　全面的功能

　　一流的计量软件应提供全包功能，无需与单独的外部软件包交互。此功能包括：

　　全面支持 CAD、GD&T 和真正的 3D 多传感器测量

　　用户友好的界面

　　全面支持法规遵从性和工厂自动化要求

　　内置对预期新兴标准的支持，包括基于模型的企业 (MBE) 和工业 4.0

　　强大的报告功能

　　许多软件包将外部组件拼凑在一起，用于 GD&T、报告、CAD、离线编程等。通常，当不断发展的行业需求带来变化时，就会发生这种情况。对于制造商来说，编写旧软件和新软件包之间的接口比从头开始重建更容易。在某些情况下，软件团队只是缺乏特定功能的专业知识。

　　不幸的是，“附加”方法可能会给用户带来一些问题，例如：

　　多个软件包的版本控制维护

　　多个包裹需要增加员工培训

　　附加解决方案或变通解决方案会引入新的限制或降低效率

　　制造商落幕时的失败点

　　或者说，最好的计量软件应该从头开始高效开发，以方便用户使用。优点包括：

　　单一版本控制

　　单包培训

　　行业要求以基础编码，具有扩展能力

　　持续的制造商支持和持续的改进

　　多种格式的 CAD 模型导入

　　尺寸计量中的大多数质量控制流程都是从 CAD 模型开始的。CAD(即计算机辅助设计)是在制造之前创建零件的数字 2D 和 3D 模型的做法。逼真的计算机模型可帮助产品设计师和工程师确定原型的精确测量值和公差。它们还有助于确定生产过程中所需的质量保证步骤。

　　优秀的计量软件必须能够导入以多种格式创建的 2D 和 3D CAD 模型。这些格式应包括标准行业 CAD 模型。它们还可能包括专有格式和为特定行业(如电子行业)设计的特殊格式。

　　此外，该软件应该能够导入具有嵌入公差的产品和制造信息 (PMI) 的 CAD 模型，以支持较新的基于模型的定义和工业 4.0 方法。

　　全面支持 GD&T 标准

　　导入 CAD 文件后，软件必须提供支持几何尺寸和公差 (GD&T) 的功能。GD&T 是一套国际公认的规则和符号系统，应用于工程图以定义零件及其特征的几何形状、尺寸、距离和允许的公差。

　　有几项行业标准涵盖了 GD&T 的要求。然而，最广为人知的两个发布者是ASME(美国机械工程师学会)和ISO(国际标准化组织)。许多软件包提供基本的 GD&T 支持，但很少有软件包提供对这些标准的全面支持和真正的拟合功能。优秀的计量软件应该支持完整的 ASME Y14.5 和 ISO 1101 GD&T 标准。如果没有这些功能，用户可能无法根据设计师的意图检查零件。此外，如果 CAD 模型包含 PMI，软件将无法解释嵌入的 GD&T 信息并利用设计师期望的 MDB 效率。

　　真正的 3D 测量

　　许多计量软件包提供 2D 和 2.5D 测量，并允许测量 3D 特征(圆柱体、球体、圆锥体等)。但它们无法执行真正的 3D 关系测量和构造。这很可能再次归因于软件开发的“附加”方法，开发人员随着行业实践的变化而添加了功能。

　　一流的计量软件应从概念验证开始就实现真正的 3D 测量。它还应支持更高级的功能，例如铰接式传感器头和第 4轴和第 5轴旋转分度器。

　　用户友好界面

　　计量软件始终需要一个用户友好的界面。这包括用户能够快速轻松学习的 UI 设计。它应该适合不同技能水平的用户，并且这些用户应该能够识别其他软件包中已知的最佳实践的熟悉功能。

　　除了可靠的用户界面外，优秀的计量软件包还应清晰显示零件、传感器、基准校准和机器附件之间的关系。它应快速处理数据，甚至在屏幕上显示“实时”可视化效果。所有功能应无缝协作，以便用户可以更快地学习它们并信任系统的功能。

　　最佳产品 - ZONE3 计量软件

　　ZONE3 ®计量软件是专为与 OGP 多传感器计量机器配合使用而设计的软件包。

　　ZONE3 于 2014 年推出，代表了一种全新的多传感器测量系统工作方式。它提供比以往更快、更轻松、更高效的测量。ZONE3 是作为真正的 3D 测量软件从头开始开发的，并由我们的内部软件团队不断创新。

　　ZONE3 提供全面的功能和相同的通用平台，可运行多个 OGP 系统。这包括视频/多传感器变焦系统、固定光学系统、大视场 (LFOV) 和 CMM 系统。无需学习单独的软件包并在不同的机器上维护多个版本。所有操作都可以通过一个软件包、一个界面和相同的编程技术完成。

　　CAD 支持

　　ZONE3 提供全面的 CAD 支持，包括 2D 和 3D 以及电子行业专用格式。CAD 导入格式包括 STEP、IGES、DXF、VDA、STL、QIF、EIF、Gerber 和 Excellon。该软件还可以导入 JT、Parasolid、NX®(以前称为 Unigraphics)、PTC Creo(以前称为 Pro/Engineer)、3DEXPERIENCE CATIA、SOLIDWORKS® 和 Autodesk Inventor® 3D* 的原生格式。此外，ZONE3 还提供高级 CAD 工具，例如在修订时替换现有程序中的模型以及使用 PMI 导入 CAD 模型并自动创建程序，这些功能可以帮助用户实现工业 4.0 原则。

　　GD&T 支持

　　ZONE3 支持符合 ASME Y14.5 和 ISO 1101 标准的 GD&T 功能，并带有动画公差区域，使用户能够直观地看到指定的公差条件。GD&T 数据通过视频、非接触式和传统接触式探针传感器捕获。

　　该软件还支持单轴和双轴旋转分度器，这些分度器经过校准，可进行真正的第 4轴 和第 5轴 测量，从而测量多个零件方向的特征，同时保持恒定的坐标系。ZONE3 还支持铰接式传感器头，通过将传感器移动到特征而不是移动零件来优化测量例程时间。这对于支持VersaFlex 多传感器阵列的FlexPoint CMM上的 ZONE3 特别有益。

　　用户友好的图形用户界面

　　从用户界面的角度来看，ZONE3 清晰地显示了零件、传感器、基准对齐和机器附件之间的关系。它通过图形提供视觉验证，使用户可以轻松查看他们正在编程的内容并查看结果。只需从软件的交互式模型中选择特征即可自动生成测量策略，编程测量变得毫不费力。机器、零件和传感器的运动模型模拟实时更新，可用于检测潜在的碰撞。

　　结论

　　使用一流的 3D计量软件是在任何制造过程中实施可靠的质量控制 (QC) 流程的关键。该软件必须功能全面，符合行业 GD&T 标准并导入多种 CAD 文件格式。它必须绝对执行真正的 3D 测量。

　　OGP 的 ZONE3 计量软件除了提供单一版本控制、单一包培训、用户友好界面和专门的持续改进开发团队之外，还提供所有这些功能。

　　但这只是优秀计量软件的一部分。在本文的第 2 部分中，我们将研究更先进的计量软件应如何支持测量程序创建、智能例程优化、新兴行业标准(包括基于模型的企业 (MBE) 和工业 4.0)、工厂自动化支持、法规遵从性支持和综合报告。