三坐標(biāo)測量技術(shù)基礎(chǔ)..

1、金工實習(xí)講稿三座標(biāo)測量技術(shù)基礎(chǔ)三坐標(biāo)測量技術(shù)基礎(chǔ)、教學(xué)目標(biāo)1、了解三坐標(biāo)測量機基本結(jié)構(gòu)2、了解三坐標(biāo)測量機基本原理3、了解三坐標(biāo)測量機維護(hù)保養(yǎng)方法4、了解測量軟件的基本使用5、掌握運用測量軟件進(jìn)行孔和軸的測量6、掌握運用測量軟件輸出檢驗報告、教學(xué)安排中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心1雙驅(qū)動等技術(shù)，提高精度。從理論上講，三坐標(biāo)測量機的特點是：高精度、高效率、萬能性。因而多 用于工業(yè)質(zhì)量保證，如產(chǎn)品測繪、檢驗，復(fù)雜型面檢測，工夾具測量，研制過程 中間測量，CNC機床或柔性生產(chǎn)線在線測量等方面。一臺坐標(biāo)測量機綜合應(yīng)用了 電子技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)控技術(shù)、光柵測量技術(shù)（激光技術(shù)）、精密機械（包 括新工藝、新材料

2、和氣浮技術(shù)）第一章三坐標(biāo)測量機的結(jié)構(gòu)簡介三坐標(biāo)測量機的主要結(jié)構(gòu)為工作臺、橋架、測頭、計算機控制系統(tǒng)等組成圖1.1三坐標(biāo)測量機結(jié)構(gòu)圖航空、航天、造船行龍門橋式測量機適合于大型業(yè)的大型零件或大型模具的測量。一般都采用雙光柵、中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心2中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心3圖1.2龍門式三坐標(biāo)測量機1.2、橋式橋式測量機是使用最為廣泛的一種機構(gòu)形式。特點是開敞性比較好，視野 開闊，上下零件方便。運動速度快，精度比較高。用于復(fù)雜零部件的質(zhì)量檢測、 產(chǎn)品開發(fā)。圖1.3橋式三坐標(biāo)測量機1.3、懸臂式懸臂式測量機開敞性好，測量范圍大，可以由兩臺機器共同組成雙臂測量機，尤其適合汽車工業(yè)鈑金件的測量。主要用

3、于車間劃線、簡單零件的測量，精中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心4度比較低圖1.4懸臂式三坐標(biāo)測量機二、按驅(qū)動方式，三坐標(biāo)測量機可分為以下幾種 ：手動型一一手工使其三軸運動來實現(xiàn)采點，價格低廉,但測量精度差；機動型 通過電機驅(qū)動來實現(xiàn)采點，但不能實現(xiàn)編程自動測量； 自動型 由計算機控制測量機自動采點，通過編程實現(xiàn)零件自動測量, 且精度咼。中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心5第二章三坐標(biāo)測量機的基本原理2.1、基本原理將被測物體（圖2.1中的紅色圓柱體）置于三坐標(biāo)測量機的測量空間，可 獲得被測物體上各測量點（16個測量點）的坐標(biāo)值，根據(jù)這些點的空間坐標(biāo)值 經(jīng)過數(shù)學(xué)運算求出被測物體圓柱的實際幾何尺寸，形狀和位置公差。

4、圖2.1圓柱的測量2.2、點的測量流程測量點的過程輸出：X =2.0I =0D =4Y :=2.0J =0R =2Z=2.5K =1中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心6圖2.2點的測量流程圖中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心7第三章三坐標(biāo)測量機的維護(hù)保養(yǎng)三坐標(biāo)測量機作為一種精密的測量機器，如果維護(hù)及保養(yǎng)做得及時，就能 延長機器的使用壽命，并使精度得到保障、故障率降低。為使客戶更好地掌握和 用好測量機，測量機維護(hù)及保養(yǎng)規(guī)程如下：3.1.開機前的準(zhǔn)備3.1.1.三坐標(biāo)測量機對環(huán)境要求比較嚴(yán)格，應(yīng)按要求嚴(yán)格控制溫度及濕度；3.12三坐標(biāo)測量機使用氣浮軸承，理論上是永不磨損結(jié)構(gòu)，但是如果氣源不干 凈，有油水或雜質(zhì)，就會造

5、成氣浮軸承阻塞，嚴(yán)重時會造成氣浮軸承和氣浮導(dǎo) 軌劃傷，后果嚴(yán)重。所以每天要檢查機床氣源，放水放油。定期清洗過濾器及油 水分離器。定期檢查機床氣源上一級空氣來源，（空氣壓縮機或集中供氣的儲氣 罐）；花崗巖導(dǎo)軌更要定期檢查導(dǎo)軌面狀況， 所以每次開機前應(yīng)清潔機器的導(dǎo)軌， 用航空汽油擦拭（120或180號汽油）或無水乙醇擦拭。3.1.3.切記在保養(yǎng)過程中不能給任何導(dǎo)軌上任何性質(zhì)的油脂；3.1.4.在長時間沒有使用三坐標(biāo)測量機時，在開機前應(yīng)做好準(zhǔn)備工作：控制室內(nèi)的溫度和濕度（24小時以上），然后檢查氣源、電源是否正常；3.1.5.開機前檢查電源， 如有條件應(yīng)配置穩(wěn)壓電源， 定期檢查接地， 接地電阻小 于

6、4歐姆。3.2、工作過程中：3.2.1.被測零件在放到工作臺上檢測之前，應(yīng)先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面殘留的冷卻液及加工殘留物影響測量機的測量精度及測針使用壽命；被測零件在測量之前應(yīng)在室內(nèi)恒溫，如果溫度相差過大就會影響測量精度；3.2.2.大型及重型零件在放置到工作臺上的過程中應(yīng)輕放，以避免造成劇烈碰 撞，致使工作臺或零件損傷。必要時可以在工作臺上放置一塊厚橡膠以防止碰撞；3.2.3 .小型及輕型零件放到工作臺后，應(yīng)緊固后再進(jìn)行測量，否則會影響測量精 度;3.2.4.在工作過程中，測座在轉(zhuǎn)動時（特別是帶有加長桿的情況下）一定要遠(yuǎn)離零 件，以避免碰撞；3.2.5.在工作過程中如果發(fā)生異

7、常響聲，切勿自行拆卸及維修，請及時與廠家聯(lián) 系，廠家會安排經(jīng)過嚴(yán)格培訓(xùn)的人員前往， 并承諾以最快的速度幫助客戶解決問 題。中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心83.3、操作結(jié)束后3.3.1 .請將Z軸移動到上方，但應(yīng)避免測針撞到工作臺；3.3.2.工作完成后要清潔工作臺面；3.3.3.檢查導(dǎo)軌，如有水印請及時檢查過濾器。如有劃傷或碰傷也請及時與廠家 聯(lián)系，避免造成更大損失；3.3.4.工作結(jié)束后將機器總氣源關(guān)閉。中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心9第四章軸套零件的檢測操作4.1、目的了解和掌握測量內(nèi)孔尺寸與軸尺寸誤差的方法和特點。通過軸套測量操作,初步掌握三坐標(biāo)測量軟件的基本功能和使用方法。4.2、設(shè)備與器材1）三

8、坐標(biāo)測量機（測量軟件）2）測頭系統(tǒng)：MH20i或PH10T 3）測針：20 x?3mm4.3、實驗原理與方法三坐標(biāo)測量基本原理就是通過探測傳感器（測頭）與測量空間軸線運動的配 合，對被測幾何元素進(jìn)行離散的空間點位置的獲?。ㄈ鐖D4-1），然后通過一定 的數(shù)學(xué)計算，完成對所測得點的分析擬合，最終還原出被測的幾何元素，并在此 基礎(chǔ)上計算其與理論值（名義值）之間的偏差（如圖4-2），從而完成對被測零 件的檢驗工作。圖4-1測量點位置圖4.4、操作步驟、方法與注意事項4.4.1、載入機器模型2） 點擊軟件界面左上角“選項”中的“載入機器模型”，標(biāo)測量技術(shù)基礎(chǔ)”下的機器模型“bqc.gmm，（如圖4.3）

9、，即可載入機器模型。 此后的測量都在這個機器模型的三維空間中進(jìn)行，1）雙擊圖標(biāo)進(jìn)入RationalDMIS測量軟件界面;圖4-2實測零件擬合圖中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心10圖4.3載入機器模型442、構(gòu)建測頭及校準(zhǔn)1）點擊操作工具條中的“測頭”工具菜單（如圖4.4），選擇“構(gòu)建測頭”選 項。選擇MH20i或PH10T測頭，選擇長度20X球直徑?3測針，（如圖4.4）勾選“TP20“SE7“PS16R即可；點擊“添加激活”，激活構(gòu)建的測頭，在后面的測量中，使用這個激活的測頭； PH9言PH10T El 7P20SE7SA2506SK2SC25E4SK3PS20RSE5SE6圖4.4構(gòu)建測頭2）點選

10、“校準(zhǔn)測頭”選擇“校驗規(guī)定義”，（如圖4.5）輸入?yún)?shù)，點擊“定義”完成校驗規(guī)的定義；)2.00)4.50J6.00 NI5,007,07.508u0D8,0010,0012,0015.00?0.00JO.DO打開機饕模型文件:g開始F事*RaliaftamiS(TII.中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心11圖4.5定義校驗規(guī)3）在雙數(shù)據(jù)區(qū)中點選“測頭”，就可以看到定義完成的測頭ROOTSNffi球形規(guī); 在數(shù)據(jù)區(qū)將測頭ROOTSN拖放到球形規(guī)上（如圖4.6），軟件自動對測頭進(jìn)行校 驗；注意：只有經(jīng)過校驗的測頭得到測頭的實際尺寸才能進(jìn)行精確測量。曰.H白;圖4.6測頭校準(zhǔn)4.4.3、導(dǎo)入CAD模型1）導(dǎo)

11、入被測件CAD數(shù)字模型yuanhuan.iges,選擇“文件” “導(dǎo)入CAD“IGES， 選擇路徑“ 三坐標(biāo)測量技術(shù)基礎(chǔ) 三座標(biāo)測量試件”下的yuanhuan.igs模型 文件 （如圖4.7） ；onset Distance.Stem DiameterYFO.DOODZOOOO19.0000校驗規(guī)釵口下皿平移距離rHarneterID0/00008.50001.0000抨克徑測頭名稱 球形規(guī)IYF 劃副環(huán)規(guī)中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心12圖4.7導(dǎo)入CAD模型中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心132）在雙數(shù)據(jù)區(qū)中，點選“元素”工具，可以看到CAD莫型的數(shù)據(jù)；右擊鼠標(biāo)，出現(xiàn)快捷菜單（如圖4.8），勾選“可選取

12、”確保在圖形區(qū)中的CAD莫型可以被選中;操縱器 模型對齊 居中模型7 顯示複型“可選取刪除測量點柵格圖4.8模型可選取3）點擊選中“機器空間”（如圖4.9），通過機器空間移動CAD模型到合適的測量位置，點擊“停止操縱器”快捷菜單，將模型導(dǎo)入完成圖4.9機器空間4.4.4、建立工件坐標(biāo)系1）在“測點選項”工具條上選中“CAD線性圖形定義”（如圖4.10），確保選中的是線性元素；選中CAD莫型上表面的圓后，在軟件的雙數(shù)據(jù)區(qū)就出現(xiàn)線性元 素圓CRI1;-CAD匚AD複型CADM： 點云機黑空伺根型對齊 居中CAT複型 顯示模型 可選取 刪除 測呈點柵格模型空間曲面 C；：；：CAD型CADM中國計量

13、學(xué)院工程訓(xùn)練中心圖4.11建立坐標(biāo)系14理論實際0 點皆邊界點直裟面0-圖球L- YF橢圓 ”鍵槽爲(wèi)曲O 曲面日懾 CAD 模型CADM_1T?*點云YUANHUA.,.圖4.10圓的定義2）在雙數(shù)據(jù)區(qū)中，將圓CRI1拖入坐標(biāo)系節(jié)點（如圖4.11），即可建立工件坐標(biāo)系ORG_CIR1今后測量將以此坐標(biāo)系作為測量基準(zhǔn)坐標(biāo)系;理論實際A MCSCIR1面S圓坐標(biāo)名稱MCS! DAT& tteratwn自戸CRDtii架 EA_XAXIS* EA_YAXIS冬PA 7AYK中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心4.13圓柱面的定義1520D3-1M 7氐丘全標(biāo)測量技幸臺13時豐*kilnIC.面申 BI申

14、” Q 球CYL1L 圓錐心橢 E1謙摺3）點擊雙數(shù)據(jù)區(qū)中“元素”CAD莫型，點右鍵出現(xiàn)快捷菜單（如圖4.12），點擊“模型對齊”，使數(shù)字CAD莫型的坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系ORG_CIR對齊。圖4.12數(shù)模對齊4.4.5、圓柱面的測量（自動生成測量點）1）在“測點選項”工具條上選中“CAD圖形定義”，確保選中的是面元素；選中CAD模型內(nèi)孔的圓柱面，軟件界面雙數(shù)據(jù)區(qū)中出現(xiàn)面元素圓柱面CYL1（如圖4.13);-CADMJ1lYUANh1操飆器*I模型對齊i7居中CAD模型 晝示模型 可選取 刪除測量點柵格O曲面-cu CA 尿型血OR*點與邊界點、直驢RtxmaADMts中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心16

15、2）軟件下方切換到“測量”界面 “，點選“圓柱”功能邑，選擇“測點管理” 選項丁I將CYL1拖入被測元素對話框中，在數(shù)顯區(qū)滾動鼠標(biāo)滾輪確定測量點 數(shù)可設(shè)置測量點數(shù)為8,點擊“生成測量點” 冋，整體設(shè)置可參照圖4.14:圖4.14自動生成測量點3）點擊“測量”，測量出圓柱面上各點，完成測量后，可以在雙數(shù)據(jù)區(qū)看到出現(xiàn)實際的圓柱面CYL14.4.6、圓柱面的測量（手動選擇測量點）CVLJ救字XZ1CTi耘爭*醴-2斗08373.025984373.026496373.026753373.026240# r mc * 070710.70710.70710.7071齊mr4571.370095-543.

16、748633571.377383-518.748633536.728794-506.249620536.729506-531.249620中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心171） 軟件下方切換到“測量”界面， 點選“圓柱”功能豈， 選擇“統(tǒng)計圖” 選項23。 （如圖4.15）圖4.15圓柱測量2）在“測點選項”工具條上選中“在網(wǎng)絡(luò)上創(chuàng)建/編輯測量點”（如圖4.16）， 鼠標(biāo)左鍵點選CAD莫型外圓柱表面上的點即可產(chǎn)生測量點，當(dāng)測量了5點之后，“結(jié)束”選項變成可選，點擊“結(jié)束”選項，在雙數(shù)據(jù)區(qū)就會出現(xiàn)圓柱面CYL2在測量過程中，如果發(fā)現(xiàn)測量點不合適，可以將測量點刪除；數(shù)據(jù)擬合時，如果 擬合圓柱面與理論圓柱

17、面相差過大，可以增加測量點，確保擬合圓柱面正確。中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心18注意：圓柱CYL1與CYL2的理論值可能不是圖紙上的尺寸，需要將他們理論尺寸 改為圖紙尺寸值。雙擊CYL1或CYL2,更改理論值然后點擊4.4.7、公差的定義圖4.17尺寸公差設(shè)置2）點擊“定義公差”完成圓柱孔的公差評估并在右側(cè)的“公差”數(shù)據(jù)區(qū)中生成圖4.16手動生成測量點1）在軟件下方切換到“公差”將圓柱孔CYL1的實際數(shù)據(jù)拖入元素名對話框，設(shè)置如下圖4.17:中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心19公差標(biāo)簽TDIAM1如下圖4.18:誑用卻8直徑| h* DDAIMTDIAM1 CYL 1圖4.18尺寸公差定義3） 同樣將圓柱

18、孔CYL2的實際數(shù)據(jù)拖入元素名對話框，設(shè)置參考圖4.18，得到CYL2的尺寸公差TDIAM24） 在軟件下方切換到“公差”宜，點選“圓柱度”公差回，將圓柱孔CYL1的實際數(shù)據(jù)拖入元素名對話框，設(shè)置如下圖（4.19），“定義公差”得到內(nèi)孔CYL1的圓柱度公差TCYLCTY;1圖4.20同軸度公差4.4.8、輸出測量報告1）切換至V測量報告對話框I已I將TDIAM1 TDIAM2 TCYLCTY1TC0NCEN1的公差標(biāo)簽拖入對話框中就完成了圓環(huán)零件的公差報告。如圖4.205）在軟件下方切換到“公差”CYL2的實際數(shù)據(jù)拖入元素名對話框，設(shè)置如下圖（4.20），“定義公差”得到圖4.19圓柱度公差宜

19、，點選“同軸度”將圓柱面CYL1同軸度公差TC0NCEN1中國計量學(xué)院工程訓(xùn)練中心20圖形報告FB 07:00:10F7TC：AM1計直元素-CYL1MM/ANGDEC50.000049.5939-0.00610.00000.0390-0,00617D1AM2計武元素=CYL2MK/ANGDEC80.000079.8936-04054OD4軸0.0000-0.0604TCYLCTV1計算元素=CYL1MM/ANGDEC0.00000.05250.05250.01300.0395TCONCEN1計算元素=CYL2MMMNGDECI 1 0X0000.17200.17200X2500+147D圖4.20公差報告如上圖所示，公差都為超差，在趨勢一欄顯示尺寸的超差值。當(dāng)零件實際尺寸符合公差要求是，趨勢一欄顯示如下圖所示顯示為I 。卩變佗 DEPIO 甘尙即 n計算元素=LI嚇引 MM/ANGDE 匚| 三 | 5D.CO3D | 旳.00(30OOITI