首先要参照零件图纸分析工件,初步拟定检具设计方案,确定检具的基准面、凹凸情况,检测截面、定位面等,并简单绘制其二维示意图。在检具的设计中,检具体的设计建模是关键,它直接影响到检具能否精确的检测工件质量。由于车身覆盖件以自由曲面为主的特点,“实物反求”是目前建模的通用方法。反求即依据已经存在的工件或实物原型,用激光扫描仪进行数据采集,并经过数据处理、三维重构等过程,构造具有具体形状结构的原型模型的方法。我们用激光扫描仪对标准的工件表面进行扫略,采集到以点云为主的工件表面特征信息,将点坐标转换到车身坐标下,用surfacer软件处理点信息,得到工件表面曲面的特征曲线,从而生成最终的自由曲面模型;同时可以通过点云到曲面的最大最小距离来检测所生成的原形模型。应注意的是,此时所得到的模型是没有厚度的片体模型,要根据扫描仪扫略的表面分清该模型为工件的内或外表面,这对于检具体的设计尤为重要。

     为实现检具对工件自由曲面的检测,一般使检具体的表面与工件内表面保持2～ 3mm左右的常数间隙,数控加工机床能按照所设计的型面数模达到较高精度的要求,实际检测时通过检具型面配合专用的量具往复移动即可测量出工件曲面的偏差。工件外轮廓的检测方法主要有两种,设计所对应的检具时:①检具体表面沿工件外轮廓切向向外延伸20mm左右;②沿工件外轮廓法向方向向下延伸20mm左右。在通用的CAD软件(如UG)中,将工件表面向内offset 2～ 3mm的距离(如果所生成的工件模型为外表面,在作offset时还要加上工件的厚度),接着把该曲面沿其轮廓的切向或法向延伸20mm,得到检具体的检测表面,再向基准面拉伸一定距离即是检具体模型。由于车身覆盖件较为复杂,在生成检具体检测表面时大多需要上述两种方法的结合,而对于一些特殊的型面,这一点仍然难以实现。

    图2所示为复杂型面的处理示意图。图中内引擎支座的工件表面在1,2两处明显产生自相交和干涉,为了保证工件的主要轮廓得到检测,牺牲了具有垂直高度差的转角处的检测,生成如图所示的检具体表面,最后在检具体表面沿工件轮廓和间隔3mm双划线,以方便检测工件轮廓。当然,在检具(尤其是检具体)的设计中还会碰到很多类似的问题,都需要对检具原理的渗透理解和经验进行处理。