Micro_Hite3D三次元中文操作手冊(cè)

1、 . Micro-Hite 3D手動(dòng)三次元操作手冊(cè)操作手 冊(cè)智允貿(mào)易股份 Chi-Yeung Trading. Co., LTD臺(tái)北總公司:臺(tái)北縣三重市重新路五段609巷8號(hào)10樓 TEL:(02)2999-1578 FAX:(02)2999-1578臺(tái)中分公司:臺(tái)中市西屯區(qū)大有五街41號(hào) TEL:(04)2313-6946 FAX:(04)2316-4938分公司:市閔行區(qū)滬閔路7886號(hào)(花園二期81-1號(hào)) TEL:(21)5493-88158 FAX:(21)5493-5848分公司:市寶安區(qū)沙井鎮(zhèn)新橋村洋仔二路新橋豪苑 TEL:(755)2727-2583 FAX:(755)2727

2、-1604 :/.chiyeung.tw E-mail:cychiyeung.tw Micro-Hite 3D 三次元中文操作手冊(cè)1. 何謂CMM(Coordinate Measuring Machine)三次元量床與基本概念:我們用座標(biāo)系統(tǒng)的變化，來(lái)描述三次元量測(cè)機(jī)臺(tái)的位移量。座標(biāo)系統(tǒng)是由一位法國(guó)的哲學(xué)家兼數(shù)學(xué)家，笛卡爾Ren Descartes在西元1600年代早期所發(fā)明。讓我們知道一個(gè)工件上，三D幾何的元素跟元素之間的位置相關(guān)性。 簡(jiǎn)單地說(shuō)，三次元座標(biāo)系統(tǒng)就像是一個(gè)立體的地圖，地圖的上緣由左到又標(biāo)示著A、B、C、D.等區(qū)分，地圖的左緣由上到下標(biāo)示著1、2、3、4.等區(qū)分再加拔高度的標(biāo)示，

3、這字母/數(shù)字/高度的結(jié)合就稱(chēng)作為三座標(biāo)，相對(duì)於此立體地圖來(lái)說(shuō)，此三座標(biāo)的結(jié)合就能清楚地在圖上顯示出所代表的位置點(diǎn)。 再舉例說(shuō)明，在一個(gè)有大樓與街道的立體地圖，從火車(chē)站train station (你的起點(diǎn))要徒步走到飯店Ritz Hotel(終點(diǎn)位置)，你先沿著ELM街走，經(jīng)過(guò)兩個(gè)街口走到Maple路右轉(zhuǎn)，在直走經(jīng)過(guò)四個(gè)路口走到Oak路交叉口，走進(jìn)大樓上三樓飯店位置。再下圖中我們也可以用座標(biāo)4-E-3來(lái)表示位置，這就是相當(dāng)於三次元量床上用X、Y、Z三軸座標(biāo)來(lái)表示位置。在地圖上，此座標(biāo)位置是獨(dú)一無(wú)二且非常清楚的。 三次元量床(CMM)的作動(dòng)原理，跟用手指搜尋地圖座標(biāo)的原理很神似，三個(gè)軸向形成量床

4、的座標(biāo)系統(tǒng)。用手指來(lái)追蹤地圖位置就像是量床用測(cè)頭來(lái)量測(cè)工件位置點(diǎn)一樣，每一個(gè)量測(cè)點(diǎn)在工件的座標(biāo)上都是獨(dú)一無(wú)二的位置，所以三次元量床就是結(jié)合這些量測(cè)的點(diǎn)來(lái)形成工件的幾何元素，且每一元素都代表著在工件上的每一個(gè)相關(guān)位置。A. 機(jī)臺(tái)座標(biāo)系統(tǒng):在量床的量測(cè)領(lǐng)域裡有兩種座標(biāo)系統(tǒng)，第一種稱(chēng)作為機(jī)臺(tái)原始座標(biāo)系統(tǒng)，如下圖所示：X、Y與Z軸機(jī)臺(tái)三軸移動(dòng)的方向。當(dāng)我們從量床的正面來(lái)看，X軸就是從機(jī)臺(tái)的左邊到右邊這個(gè)軸向、Y軸就是從機(jī)臺(tái)的前後這個(gè)軸向、Z軸就是上下這個(gè)軸向，每一個(gè)軸向都和另外兩個(gè)軸向呈垂直的方向。B. 工件座標(biāo)系統(tǒng):第二個(gè)座標(biāo)系統(tǒng)稱(chēng)為工件座標(biāo)系統(tǒng)，三軸軸向是根據(jù)工件的基準(zhǔn)面或是幾何元素而定的。如果我

5、們不用軟體來(lái)定義工件座標(biāo)系統(tǒng)，並且給予補(bǔ)正軸向，那麼我們就要用手將工件的基準(zhǔn)軸調(diào)整的完全的平行跟垂直，才有辦法量測(cè)，而且量測(cè)出來(lái)的數(shù)值也不一定準(zhǔn)確。如果工件的形狀是奇形怪狀的，要將工件微調(diào)至跟機(jī)臺(tái)完全平行可能會(huì)浪費(fèi)很長(zhǎng)的時(shí)間，甚至是沒(méi)有辦法調(diào)整的。C. 軸補(bǔ)正Alignments現(xiàn)今的三次元量床的量測(cè)軟體，可依據(jù)工件的基準(zhǔn)面來(lái)建立工件座標(biāo)系統(tǒng)，利用軟體的運(yùn)算從機(jī)臺(tái)原始座標(biāo)系統(tǒng)來(lái)作相關(guān)位置修正，此相關(guān)位置軸向修正的處理過(guò)程就稱(chēng)之為軸補(bǔ)正。如同立體街道圖一樣，當(dāng)我們?cè)诳磮D找地方時(shí)，會(huì)將地圖的方向轉(zhuǎn)成實(shí)際路所指的方向，這個(gè)旋轉(zhuǎn)地圖方向的動(dòng)作，就跟我們量測(cè)工件時(shí)的軸補(bǔ)正意思是一樣的。D. 基準(zhǔn)面Dat

6、ums基準(zhǔn)面簡(jiǎn)單說(shuō)就是一個(gè)位置。我們使用基準(zhǔn)面原理就好像要告訴別人說(shuō)我們?cè)谀难e、在哪個(gè)方向還有怎麼到達(dá)這個(gè)位置。 以下圖為例，Ritz Hotel就是一個(gè)位置(Datums)，所以說(shuō)街道、火車(chē)站、博物館與餐廳都是位置點(diǎn)(Datums)。如此一來(lái)我們就可以利用起點(diǎn)、位置、方向與距離等訊息，就可從一個(gè)位置到達(dá)另外一個(gè)位置去。 舉例說(shuō)明:假設(shè)某人要從起點(diǎn)火車(chē)站到餐廳去，那你會(huì)告訴他說(shuō)請(qǐng)你沿著Elm街向北走，走到第二個(gè)街口右轉(zhuǎn)向東走，再走到第二個(gè)街口就是Maple餐廳的位置了。 就三次元量床來(lái)說(shuō)，基準(zhǔn)面(Datum)就是工件上的幾何元素，像是圓孔、平面或是溝槽等等，我們?cè)诹繙y(cè)工件時(shí)，距離的計(jì)算是取決於

7、工件上的任意兩個(gè)元素之間的關(guān)係。 E. 座標(biāo)移轉(zhuǎn)Translations 假設(shè)你要知道一個(gè)工件的元素跟另外一個(gè)元素之間實(shí)際的距離是多少?以下圖八為例：你想知道此工件的中間大圓孔的中心點(diǎn)跟周?chē)硗馑膫€(gè)圓孔的中心點(diǎn)距離多少的話(huà)，那你在三次元量床量測(cè)的步驟是先將中間的大圓孔量測(cè)出來(lái)，在將座標(biāo)原點(diǎn)移轉(zhuǎn)到此大圓孔的中心點(diǎn)位置，然後再逐一量測(cè)周?chē)乃膫€(gè)小圓孔。將工件的起始原點(diǎn)位置移至工件上的另外一個(gè)元素的位置，此動(dòng)作就稱(chēng)之為座標(biāo)移轉(zhuǎn)。在三次元量床的軟體中，每當(dāng)你執(zhí)行軸補(bǔ)正程序的同時(shí)，此座標(biāo)移轉(zhuǎn)同時(shí)執(zhí)行。 就上圖六來(lái)說(shuō)，當(dāng)你抵達(dá)飯店Hotel休息過(guò)後要去特定餐廳吃飯去，那你需要先找到地圖，此時(shí)你的位置(新的

8、起點(diǎn))就是飯店了?？赐甑貓D之後那你便可知道，只要沿著Maple路往西走，第二個(gè)路口轉(zhuǎn)角就是你要去吃飯的餐廳了。F. 座標(biāo)旋轉(zhuǎn)Rotations 並不是所有的基準(zhǔn)面(位置)都跟另外的一個(gè)基準(zhǔn)面呈直角的。舉例說(shuō)明:例如下圖九，博物館位置的街道跟飯店Hotel、餐廳、與火車(chē)站的街道，既不垂直也不平行。如你要知道飯店到博物館多遠(yuǎn)的話(huà)，首先你要將你的起點(diǎn)(Origin)移轉(zhuǎn)到飯店，以飯店為中心點(diǎn)然後在座標(biāo)旋轉(zhuǎn)，將比例尺旋轉(zhuǎn)角度一直到與博物館所在的街道平行為止。那你就可以很容易地透過(guò)比例尺來(lái)量測(cè)出博物館到飯店的距離了。 完全一樣的程序，以圖10的工件為例:在工件上的兩圓孔中心距離也可以被量測(cè)出來(lái)，就是將新

9、的原點(diǎn)設(shè)定為大圓孔的中心點(diǎn)在將工件的座標(biāo)旋轉(zhuǎn)45，讓Y軸通過(guò)小圓孔的中心而成為一新的Y軸，此時(shí)兩圓孔中心的距離就可自動(dòng)算出來(lái)了G. 量測(cè)和建立元素: 量測(cè)跟建立元素兩者間有什麼不同呢? 大部分的工件都是加工後，由幾個(gè)簡(jiǎn)單的幾何元素所組成的。主要的元素(點(diǎn)、線(xiàn)、圓孔、平面、圓柱、圓錐、球等等)都被稱(chēng)為幾何元素。 當(dāng)三次元量床可以用測(cè)頭直接碰觸到這些幾何元素的表面的，這些元素就稱(chēng)作為可量測(cè)的幾何元素。相反的，像是距離、對(duì)稱(chēng)線(xiàn)(點(diǎn))、交點(diǎn)、角度、投影面等這些幾何元素就稱(chēng)之為需建立的幾何元素。在下圖11中，就是以四個(gè)小圓孔的中心點(diǎn)來(lái)虛擬建立一個(gè)的圓孔。H. 需用建立功能的幾何元素 在製程當(dāng)中，幾何元素

10、之間的相對(duì)關(guān)係是很重要的。例如:在引擎活塞汽缸的工件製程中，要量測(cè)兩個(gè)圓柱的交點(diǎn)來(lái)確定工件是否組配起來(lái)沒(méi)有問(wèn)題，這時(shí)就要運(yùn)用到建立的功能，才有辦法量測(cè)出兩圓柱的交點(diǎn)。I. 空間的補(bǔ)正.tw/eleme/premea/lesson9-8-0.htm雖然目前有先進(jìn)的三次元製作科技技術(shù)，但是空間精度仍然會(huì)有可允許公差值，即便機(jī)臺(tái)的所有組成工件都製造地很精密，仍有一些不完美之處。事實(shí)上那些公差值都很小，但是還是有誤差值。三次元量床即使你製造時(shí)非常地嚴(yán)謹(jǐn)且精密但結(jié)構(gòu)上仍有一些精度誤差值產(chǎn)生像是左右搖擺度、前後搖晃度、偏離度、真直度、三軸垂直度與光學(xué)尺誤差值等六項(xiàng)(r

11、oll, pitch, yaw, straightness, squareness and scale errors)，對(duì)三次元量床而言，結(jié)構(gòu)越嚴(yán)謹(jǐn)精度就會(huì)越高。一般而言對(duì)於誤差值，三次元的控制器都有辦法補(bǔ)正回來(lái)的。針對(duì)校正三次元所量測(cè)出來(lái)的數(shù)值統(tǒng)計(jì)表(誤差統(tǒng)計(jì)圖)，透過(guò)超強(qiáng)軟體演算補(bǔ)正後可以讓誤差達(dá)到最小甚至有擺脫掉誤差產(chǎn)生的可能性，此軟體科技就叫做三D空間精度補(bǔ)償。 以數(shù)理計(jì)算方式來(lái)補(bǔ)正精度，除了可以減少製造成本外，也可以幫客戶(hù)省下不少的量床購(gòu)買(mǎi)成本。關(guān)於Reflex軟體系統(tǒng)空間精度補(bǔ)償檔案，請(qǐng)參考手冊(cè)第11章節(jié)部分說(shuō)明。J. 空間精度補(bǔ)正原理 空間精度補(bǔ)正(Volcomp)的原理可以用地

12、圖跟指南針兩者之間的關(guān)係來(lái)說(shuō)明。假如你要航行到一個(gè)特定位置時(shí)，當(dāng)你在起點(diǎn)要出發(fā)之前，你必須要利用地圖與指南針先了解確切的航行方向與方位。然而就我們所知道，地圖的正北方跟指南針的磁北方是有誤差的，所以真正目的地的方向若根據(jù)指南針?biāo)傅姆较蚩赡芤踊驕p來(lái)修正方位才行。如下圖13所示，正北方跟磁北方可能有誤差，如果你要航行到確定的目的地，那得適時(shí)修正方向才能到達(dá)。三次元量床補(bǔ)正原理也是如此，當(dāng)你量測(cè)工件時(shí)，控制器內(nèi)建的補(bǔ)正參數(shù)會(huì)自動(dòng)幫你補(bǔ)正誤差值，讓操作者所量測(cè)出來(lái)的數(shù)值都是正確的。 K. 投影面(Projections) 投影面是將工件原本2D或3D的幾何元素，以投影機(jī)的投射方式投影成2D的另一個(gè)

13、幾何元素，像是將一個(gè)圓或一條線(xiàn)投影在2D平面上，或是將一個(gè)點(diǎn)投影到一條線(xiàn)上等等。 將工件的幾何元素投影成另外的一個(gè)元素來(lái)比對(duì)，著名的有麥卡托式投影圖法(Mercator projection)他將3D球型的地球投影成2D平面的地球全圖。L. 三次元投影原理 以三次元量床而言，投影面的使用可以讓操作者在檢測(cè)工件時(shí)，能更精確地判斷工件實(shí)際搭配組合時(shí)是否恰當(dāng)。我們拿汽車(chē)工業(yè)來(lái)說(shuō)明，當(dāng)三次元檢測(cè)者在量測(cè)引擎活塞汽缸時(shí)，通常要做圓柱的量測(cè)，圓柱投影到平面時(shí)就成為一個(gè)圓孔同時(shí)可以判斷此孔跟活塞搭配組合起來(lái)是否恰當(dāng)。量測(cè)圓孔通常最少要三點(diǎn)以上，如果你量測(cè)圓孔的點(diǎn)高底不同時(shí)，就會(huì)變成橢圓形孔(如下圖所示)，如

14、果沒(méi)有辦法有效將此橢圓形孔垂直徑向投影到一平面上，可能就會(huì)造成量測(cè)值扭曲失真最後得到不正確的量測(cè)值出來(lái)。M. 測(cè)針補(bǔ)正 三次元量床經(jīng)由測(cè)頭(硬質(zhì)測(cè)頭或電子式觸發(fā)測(cè)頭)來(lái)碰觸工件以取得並蒐集量測(cè)資料，因?yàn)闇y(cè)針是利用測(cè)針球的圓周來(lái)碰觸工件，所以量測(cè)工件時(shí)測(cè)針球的球心點(diǎn)與測(cè)針的半徑必須事先量測(cè)計(jì)算出來(lái)，此測(cè)針校正動(dòng)作就是先用測(cè)針去量測(cè)校正標(biāo)準(zhǔn)球。當(dāng)測(cè)針校正過(guò)後(電腦已得知測(cè)針的球心位置跟半徑尺寸)，當(dāng)你用測(cè)針去量測(cè)工件時(shí)，電腦就會(huì)將測(cè)針的半徑自動(dòng)加減補(bǔ)償，計(jì)算出正確的數(shù)值出來(lái)。N. 測(cè)針有效碰點(diǎn)的方法 正確有效地使用測(cè)針來(lái)碰觸量測(cè)工件，可以避免掉許多量測(cè)上不必要的誤差產(chǎn)生。例如：以測(cè)針去碰觸工件時(shí)應(yīng)

15、盡可能與工件的被量測(cè)面保持垂直的方向。(圖18)以三次元量床來(lái)說(shuō)，觸發(fā)測(cè)頭最理想的使用方式就是測(cè)針要垂直地去碰觸量測(cè)工件，當(dāng)然完全保持垂直是不可能的，但是在碰觸取點(diǎn)時(shí)至少須保持與工件垂直面角度在30以?xún)?nèi)，以防止測(cè)針打滑而造成量測(cè)的重複精度不佳的情況產(chǎn)生。30以?xún)?nèi) 如下圖示，如果你的測(cè)頭再碰觸工件時(shí)，既不垂直也不平的情況下，除了造成重複精度不佳外還會(huì)造成量測(cè)上很大的誤差產(chǎn)生。 如果量測(cè)時(shí)，如果沒(méi)有注意到測(cè)針的測(cè)桿有效長(zhǎng)度的話(huà)，也有可能造成量測(cè)上極大的量測(cè)誤差值產(chǎn)生。如下圖所示。 如果要有效地避免以上的問(wèn)題，解決方式是將測(cè)頭的球徑加大或是將測(cè)針的有效測(cè)桿長(zhǎng)度加長(zhǎng)。但是這兩種方式都有缺點(diǎn)，球徑太大對(duì)

16、於小孔徑的工件就沒(méi)有辦法量測(cè)，若是將測(cè)針的有效量測(cè)長(zhǎng)度加長(zhǎng)，又會(huì)造成量測(cè)誤差變大，所以如何選擇適當(dāng)?shù)拈L(zhǎng)度與球徑來(lái)量測(cè)工件也是很重要的一件事。二、量測(cè)模式：A. TTP模式下螢?zāi)幻姘逭f(shuō)明:量測(cè)結(jié)果 量測(cè)點(diǎn)數(shù) 退回上一步驟呼叫測(cè)針組取消上一個(gè)測(cè)點(diǎn)顯示量測(cè)元素確認(rèn)鍵 使用測(cè)針編號(hào)量測(cè)元素所需點(diǎn)數(shù) 誤差值 B. 量測(cè)結(jié)果螢?zāi)伙@示說(shuō)明: 時(shí)間 測(cè)針位置 單位 圖形顯示視窗 量測(cè)過(guò)的元素表 可用的功能鍵群 量測(cè)結(jié)果 測(cè)針編號(hào) 線(xiàn)在螢?zāi)晃恢?可切換螢?zāi)豢倲?shù)還要編寫(xiě)測(cè)真校正與軸向補(bǔ)正說(shuō)明C、 如何量測(cè)圓錐 將三軸氣源鬆開(kāi). 測(cè)頭垂直地碰觸工件圓錐孔表面. 當(dāng)測(cè)頭碰觸到工件時(shí)你會(huì)聽(tīng)到Beep一聲，測(cè)頭燈號(hào)會(huì)亮閃

17、一下. 至少碰觸取點(diǎn)10點(diǎn)，當(dāng)你取點(diǎn)10點(diǎn)後螢?zāi)粫?huì)出現(xiàn)你所量測(cè)好的一個(gè)圓錐數(shù)值。 按確認(rèn)按鍵或是按Z軸上的右邊按鍵確定即可。 關(guān)閉三軸氣源.D、量測(cè)狀態(tài)下的欄位說(shuō)明: 量測(cè)狀態(tài)欄位可以說(shuō)明系統(tǒng)目前使用的狀況。測(cè)頭狀態(tài) 螢?zāi)豁?yè)數(shù)/分頁(yè) 基準(zhǔn)面 投影面 輸出狀態(tài)1. 測(cè)頭狀態(tài):A. 顯示目前使用硬測(cè)頭或是TTP測(cè)針或有幾支測(cè)針已校正B. 顯示目前使用圓柱測(cè)針C. 顯示目前使用錐形測(cè)頭D. 顯示目前使用光學(xué)測(cè)頭2. 基準(zhǔn)面:A. 目前沒(méi)有建立任何座標(biāo)面，使用機(jī)臺(tái)原始座標(biāo)。B. 基準(zhǔn)面已經(jīng)更改但是尚未儲(chǔ)存。C. 可以建立19個(gè)基準(zhǔn)面，也可以?xún)?chǔ)存並可呼叫出來(lái)使用。3. 投影面:A. 量測(cè)元素被投影到XY

18、平面。B. 量測(cè)元素被投影到Y(jié)Z平面。C. 量測(cè)元素被投影到ZX平面。4. 輸出狀態(tài)說(shuō)明:A. 印表機(jī)輸出。B. 內(nèi)部統(tǒng)計(jì)分析資料。C. 連接埠輸出。D. 程式執(zhí)行中，暫停來(lái)查閱量測(cè)結(jié)果。E、量測(cè)模式下功能按鍵說(shuō)明:1. 單一幾何元素顯示模式2. 兩個(gè)幾何元素關(guān)係比較3. 向上移動(dòng)按鍵4. 選擇下一頁(yè)數(shù)功能5. 設(shè)定上下公差值6. 輸出7. 下一頁(yè)功能表8. 上一頁(yè)功能表9. 系統(tǒng)工具選項(xiàng)F. GD&T符號(hào)說(shuō)明(GeometricDimensioning & Tolerancing)X軸的位置Y軸的位置Z軸的位置極座標(biāo)從原點(diǎn)的半徑距離極座標(biāo)跟參考面軸的角度直徑半徑溝槽長(zhǎng)度溝槽寬度兩幾何元素X軸的距離兩幾何元素Y軸的距離兩幾何元素Z軸的距離兩幾何元素在2D XY平面投影的距離兩幾何元素在2D YZ平面投影的距離兩幾何元素在2D ZX平面投影的距離兩幾何元素在3D 直線(xiàn)的距離兩個(gè)幾何元素垂直距離幾何