三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x

1、 柔性制造工藝三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x及其使用 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的硬件組成三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的硬件組成 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的工作原理三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的工作原理 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量過(guò)程三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量過(guò)程 三坐標(biāo)測(cè)量在逆向工程中的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量在逆向工程中的應(yīng)用 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x（Coordinate Measure Machine， CMM）是20世紀(jì)60年代后期發(fā)展起來(lái)的一種高效率的新型精密測(cè)量設(shè)備。它廣泛應(yīng)用于機(jī)械制造、電子、汽車和航空航天等工業(yè)中。它可以進(jìn)行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測(cè)，還可用于劃線、定中心孔等，并可以對(duì)連續(xù)曲面進(jìn)行掃描。 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是基于坐標(biāo)測(cè)量原理，將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量空間，通

2、過(guò)測(cè)頭可獲得被測(cè)物體上各個(gè)測(cè)點(diǎn)在X、Y、Z三個(gè)方向上的精確坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)計(jì)算可求出被測(cè)對(duì)象的幾何形狀、尺寸和位置。 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的硬件組成三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的硬件組成1. 1.電氣系統(tǒng)電氣系統(tǒng)（1 1）電氣控制系統(tǒng)：測(cè)量?jī)x控制部分）電氣控制系統(tǒng)：測(cè)量?jī)x控制部分（2 2）計(jì)算機(jī)硬件部分）計(jì)算機(jī)硬件部分（3 3）測(cè)量軟件）測(cè)量軟件 測(cè)量?jī)x軟件包括控制軟件和數(shù)據(jù)處理軟件，測(cè)量?jī)x軟件包括控制軟件和數(shù)據(jù)處理軟件，這些軟件可以進(jìn)行坐標(biāo)變換與測(cè)頭校正，生成這些軟件可以進(jìn)行坐標(biāo)變換與測(cè)頭校正，生成測(cè)量路徑，還用于基本幾何元素及其相互關(guān)系測(cè)量路徑，還用于基本幾何元素及其相互關(guān)系的測(cè)量、形狀與位置

3、誤差測(cè)量、曲線與曲面的的測(cè)量、形狀與位置誤差測(cè)量、曲線與曲面的測(cè)量等。測(cè)量等。 2. 2.測(cè)頭測(cè)頭 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是用測(cè)頭來(lái)拾取信號(hào)的，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x是用測(cè)頭來(lái)拾取信號(hào)的，它的準(zhǔn)確度和測(cè)量效率與測(cè)頭密切相關(guān)。測(cè)頭它的準(zhǔn)確度和測(cè)量效率與測(cè)頭密切相關(guān)。測(cè)頭即是三維測(cè)量傳感器，它可以在三個(gè)方向上感即是三維測(cè)量傳感器，它可以在三個(gè)方向上感受瞄準(zhǔn)信號(hào)和微小位移。受瞄準(zhǔn)信號(hào)和微小位移。 3. 3.三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的主體主要由以下各部分組三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的主體主要由以下各部分組成：底座、測(cè)量工作臺(tái)、立柱、測(cè)量系統(tǒng)、驅(qū)成：底座、測(cè)量工作臺(tái)、立柱、測(cè)量系統(tǒng)、驅(qū)動(dòng)裝置、附件。動(dòng)裝置、附件。1 1）懸

4、臂式）懸臂式 懸臂式又分為懸臂移動(dòng)式和懸臂固定式懸臂式又分為懸臂移動(dòng)式和懸臂固定式2）橋式3）龍門式4）鏜床式 4探針 1）直探針 直探針是結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單的探針系統(tǒng)，有球度非常好的工業(yè)紅寶石球，桿材料可以選擇。 紅寶石是非常硬的材料，做成的探針的磨損量最小。它的密度也非常低，這樣針尖質(zhì)量最小，從而可以避免由于機(jī)器運(yùn)動(dòng)或振動(dòng)而造成的探針誤觸發(fā)。 使用的桿可以有多種材料可供選擇，如：不銹鋼、碳化鎢、陶瓷和各種特殊的碳纖維材料。這些結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的紅寶石探針更適合于多種檢測(cè)應(yīng)用場(chǎng)合。 盡可能選擇大的紅寶石探針球和盡可能短的桿，可以保證最大的球/桿距離，這樣可提供更有效的工作和長(zhǎng)度。 2）星型探針 星型探針的多

5、個(gè)探針測(cè)頭可用來(lái)測(cè)量復(fù)雜的元素和孔。一般地用四個(gè)或五個(gè)紅寶石探針安裝在剛性的不銹鋼中心上 。 3）圓盤探針 用于測(cè)量鉆孔的切口和凹槽，通常用星型測(cè)頭是探測(cè)不到的?？梢詫⑺鼈兿胂蟪汕蚨确浅：玫那颉敖孛妗保卸喾N直徑選擇和厚度選項(xiàng)。所有的旋轉(zhuǎn)調(diào)整和增加中心探針的能力都是圓盤探針的觸測(cè)范圍，使其具有柔性和易于使用。 4）圓柱探針 用于探測(cè)薄壁材料的孔。此外，各種帶螺紋的元素可以被探測(cè)，螺紋中心被定位。球端圓柱探針允許多角度采集數(shù)據(jù)和在X，Y，Z三個(gè)方向探測(cè)，這樣可以進(jìn)行表面檢測(cè)。 5）尖探針 用于檢測(cè)螺紋體、特殊的點(diǎn)和劃線。圓端尖探針允許更精確的測(cè)量和特征元素的探測(cè)，也可以用于更小的孔的檢測(cè)。 三坐

6、標(biāo)測(cè)量?jī)x的工作原理三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的工作原理1. 1.測(cè)量時(shí)把被測(cè)件置于測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間中測(cè)量時(shí)把被測(cè)件置于測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間中2. 2.通過(guò)機(jī)器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)測(cè)頭對(duì)測(cè)量空間內(nèi)任意通過(guò)機(jī)器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)測(cè)頭對(duì)測(cè)量空間內(nèi)任意位置的被測(cè)點(diǎn)瞄準(zhǔn)，當(dāng)瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)時(shí)測(cè)頭即發(fā)出位置的被測(cè)點(diǎn)瞄準(zhǔn)，當(dāng)瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)時(shí)測(cè)頭即發(fā)出讀數(shù)信號(hào)讀數(shù)信號(hào)3. 3.通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置置4. 4.根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，通過(guò)專業(yè)測(cè)量軟件根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，通過(guò)專業(yè)測(cè)量軟件對(duì)被測(cè)物體的規(guī)格尺寸，形狀和相互位置關(guān)系對(duì)被測(cè)物體的規(guī)格尺寸，形狀和相互位置關(guān)系進(jìn)行快速和精確（微米級(jí)）的計(jì)

7、算與輸出進(jìn)行快速和精確（微米級(jí)）的計(jì)算與輸出結(jié)論：三坐標(biāo)測(cè)量實(shí)際上是數(shù)控加工的逆過(guò)程結(jié)論：三坐標(biāo)測(cè)量實(shí)際上是數(shù)控加工的逆過(guò)程 三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量過(guò)程三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量過(guò)程1. 1.開(kāi)機(jī)，機(jī)器歸零開(kāi)機(jī)，機(jī)器歸零三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x也擁有一個(gè)參考點(diǎn)，其三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x也擁有一個(gè)參考點(diǎn)，其歸零過(guò)程與歸零過(guò)程與數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)相似數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)相似注意：歸零時(shí)機(jī)器注意：歸零時(shí)機(jī)器的起始點(diǎn)不能與零的起始點(diǎn)不能與零點(diǎn)過(guò)近點(diǎn)過(guò)近2. 2.探針校準(zhǔn)探針校準(zhǔn)測(cè)量時(shí)系統(tǒng)記錄的是探針中心的坐標(biāo)，而不是接測(cè)量時(shí)系統(tǒng)記錄的是探針中心的坐標(biāo)，而不是接觸點(diǎn)的坐標(biāo)，因此必須對(duì)探針的半徑進(jìn)行補(bǔ)償，觸點(diǎn)的坐標(biāo)，因此必須對(duì)探針的半徑進(jìn)行補(bǔ)償

8、，其其類似于數(shù)控機(jī)床上的刀具偏置參數(shù)類似于數(shù)控機(jī)床上的刀具偏置參數(shù)校準(zhǔn)方法：校準(zhǔn)方法：使用校準(zhǔn)球，利用探針對(duì)校準(zhǔn)求測(cè)量使用校準(zhǔn)球，利用探針對(duì)校準(zhǔn)求測(cè)量至少至少5 5個(gè)點(diǎn)個(gè)點(diǎn)，獲取球的位置、直徑、形狀偏差，最，獲取球的位置、直徑、形狀偏差，最終得到探針的半徑值終得到探針的半徑值3. 3.零件的找正零件的找正在測(cè)量前應(yīng)確定零件坐標(biāo)系在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x機(jī)器在測(cè)量前應(yīng)確定零件坐標(biāo)系在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x機(jī)器坐標(biāo)系中的位置，其坐標(biāo)系中的位置，其類似于數(shù)控加工中的對(duì)刀操作類似于數(shù)控加工中的對(duì)刀操作找正方法：找正方法：采用采用“3-2-1”3-2-1”方法方法，即測(cè)量，即測(cè)量3 3個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)點(diǎn)確定一個(gè)基準(zhǔn)面，然后測(cè)量

9、個(gè)基準(zhǔn)面，然后測(cè)量2 2個(gè)點(diǎn)確定基準(zhǔn)軸，最后測(cè)量個(gè)點(diǎn)確定基準(zhǔn)軸，最后測(cè)量1 1個(gè)點(diǎn)確定原點(diǎn)位置個(gè)點(diǎn)確定原點(diǎn)位置4. 4.數(shù)據(jù)的測(cè)量數(shù)據(jù)的測(cè)量測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)保證數(shù)據(jù)能反映零件的特征，同時(shí)數(shù)測(cè)量數(shù)據(jù)時(shí)應(yīng)保證數(shù)據(jù)能反映零件的特征，同時(shí)數(shù)據(jù)應(yīng)盡量少據(jù)應(yīng)盡量少反映一個(gè)平面需要至少反映一個(gè)平面需要至少3 3個(gè)點(diǎn)，但平面所在輪廓復(fù)個(gè)點(diǎn)，但平面所在輪廓復(fù)雜時(shí)，采集點(diǎn)數(shù)應(yīng)增加雜時(shí)，采集點(diǎn)數(shù)應(yīng)增加5. 5.其它三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器其它三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x器 三坐標(biāo)測(cè)量在逆向工程中的應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量在逆向工程中的應(yīng)用1. 1.點(diǎn)云數(shù)據(jù)的概念點(diǎn)云數(shù)據(jù)的概念三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量曲面時(shí)獲取的是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量曲面時(shí)獲取的是大量反映曲面大量反映

10、曲面特征的點(diǎn)云數(shù)據(jù)特征的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)曲面的還原取決于，點(diǎn)云數(shù)據(jù)對(duì)曲面的還原取決于采樣點(diǎn)的數(shù)量采樣點(diǎn)的數(shù)量。2. 2.逆向工程設(shè)計(jì)的基本過(guò)程逆向工程設(shè)計(jì)的基本過(guò)程（1 1）點(diǎn)云數(shù)據(jù)的導(dǎo)入（使用）點(diǎn)云數(shù)據(jù)的導(dǎo)入（使用Pro/EPro/E軟件）軟件）（2 2）點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理）點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理去除噪聲：在三坐標(biāo)測(cè)量中可能因?yàn)榱慵砻娴娜コ肼暎涸谌鴺?biāo)測(cè)量中可能因?yàn)榱慵砻娴蔫Υ脮?huì)出現(xiàn)測(cè)量表面的瑕疵會(huì)出現(xiàn)測(cè)量表面的“突變突變”，這些突變點(diǎn)不，這些突變點(diǎn)不能能反映原始曲面的狀況，稱為反映原始曲面的狀況，稱為“噪聲噪聲”填充破洞：測(cè)量過(guò)程中可能因?yàn)槿鴺?biāo)測(cè)量機(jī)或填充破洞：測(cè)量過(guò)程中可能因?yàn)槿鴺?biāo)測(cè)量機(jī)或被測(cè)量曲面的原因而造成部分極小區(qū)域數(shù)據(jù)丟被測(cè)量曲面的原因而造成部分極小區(qū)域數(shù)據(jù)丟失，則需要根據(jù)周圍曲面的曲率情況對(duì)該區(qū)域進(jìn)失，則需要根據(jù)周圍曲面的曲率情況對(duì)該區(qū)域進(jìn)行填充行填充（3 3）包絡(luò)處理）包絡(luò)處理對(duì)處理過(guò)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行三角平面處理，其基本原對(duì)處理過(guò)的數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行三角平面處理，其基本原理是利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的理是利用點(diǎn)云數(shù)據(jù)中的每一點(diǎn)與其相鄰的兩點(diǎn)構(gòu)每一點(diǎn)與其相鄰的兩點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)小三角平面成一個(gè)小三角平面，用大量的小三角面表示曲面用大量的小