CMM基礎(chǔ)知識培訓(xùn)(共31張)(PPT 31頁)

1、CMM測量世界第1頁，共31頁。CMM基礎(chǔ)知識培訓(xùn)CMM簡介和基本原理測量機的結(jié)構(gòu)形式坐標(biāo)系和工件自由度影響測量的精度因素硬件介紹和日常維護測量機的啟動與關(guān)閉測頭的校驗和元素的測量第2頁，共31頁。CMM簡介 三坐標(biāo)即三坐標(biāo)測量機，英文Coordinate Measuring Machining，縮寫CMM，它是指在三維可測的空間范圍內(nèi)，能夠根據(jù)測頭系統(tǒng)返回的點數(shù)據(jù)，通過三坐標(biāo)的軟件系統(tǒng)計算各類幾何形狀、尺寸等測量能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)量床第3頁，共31頁。CMM基本原理CMM的基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間（也就是它的行程）內(nèi)，精確的測出被測零件表面的點在空間三個坐

2、標(biāo)位置的數(shù)值，將這些點的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過計算機數(shù)據(jù)處理，擬合形成測量元素，如線、圓、球、柱、錐、曲面等，經(jīng)過數(shù)學(xué)計算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。第4頁，共31頁。測量機的結(jié)構(gòu)形式活動橋式固定橋式高架橋式（龍門式）水平臂式關(guān)節(jié)臂式第5頁，共31頁?；顒訕蚴?活動橋式測量機是使用最為廣泛的一種機構(gòu)形式。特點：結(jié)構(gòu)簡單，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。有小型、中型、大型幾種形式。第6頁，共31頁。固定橋式 固定橋式測量機由于橋架固定，剛性好，動臺中心驅(qū)動、中心光柵阿貝誤差小，以上特點使這種結(jié)構(gòu)的測量機精度非常高，是高精度和超高精度的測量機的首選結(jié)構(gòu)。第7頁，

3、共31頁。高架橋式 高架橋式測量機適合于大型和超大型測量機，適合于航空、航天、造船行業(yè)的大型零件或大型模具的測量。一般都采用雙光柵、雙驅(qū)動等技術(shù)，提高精度。第8頁，共31頁。水平臂式 水平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。第9頁，共31頁。關(guān)節(jié)臂式關(guān)節(jié)臂式測量機具有非常好的靈活性，適合攜帶到現(xiàn)場進行測量，對環(huán)境條件要求比較低。第10頁，共31頁。CMM坐標(biāo)系的概念坐標(biāo)系的概念： 三條互相垂直的坐標(biāo)軸和三軸相交的原點，構(gòu)成三維空間坐標(biāo)系（3D）。機器坐標(biāo)系： 測量機開機后機器會按照設(shè)置自動回零，這時測量的所有的坐標(biāo)都相對于機器零點，稱

4、“機器坐標(biāo)系”。（機器坐標(biāo)系在一般的程序運行的測量過程中用處不大）零件坐標(biāo)系 在測量過程中，我們往往需要利用零件的基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系來評價公差、進行輔助測量、指定零件位置等，這個坐標(biāo)系稱為“零件坐標(biāo)系”。建立零件坐標(biāo)系要根據(jù)零件圖紙指定的A、B、C基準(zhǔn)的順序指定第一軸、第二軸和坐標(biāo)零點。 基本坐標(biāo)系：零件坐標(biāo)系中的一個將定義為測量程序的基本坐標(biāo)系。所有的工件坐標(biāo)系都可以轉(zhuǎn)換成基本坐標(biāo)系。 子坐標(biāo)系：子坐標(biāo)系可以基于機器坐標(biāo)系，也可以基于基本坐標(biāo)系，一個工件可以有多個子坐標(biāo)系。第11頁，共31頁。工件自由度 工件一共有6個自由度，分別是3個旋轉(zhuǎn)方向和3個平移原點。3個旋轉(zhuǎn)方向分別是X軸、Y軸和Z軸旋

5、轉(zhuǎn)方向，3個平移原點分別是3個軸向的原點。確定零件坐標(biāo)系時只需要確定5個自由度，分別是2個旋轉(zhuǎn)方向和3個原點，這樣就可以確定這個工件在空間中的位置了。第12頁，共31頁。矢量的概念 矢量：既有大小又有方向的箭頭。一般來說，在物理學(xué)中稱作矢量，在數(shù)學(xué)中稱作向量。在計算機中，矢量圖可以無限放大永不變形。在測量軟件中大量的使用了矢量的概念，用于表示被測元素在空間坐標(biāo)系中的方向。當(dāng) 長度為“1”的空間矢量投影到空間坐標(biāo)系的三個坐標(biāo)軸上時，相對應(yīng)有三個投影矢量。第13頁，共31頁。CMM測量精度因素CMM測量機的總體精度取決于以下3個因素：測量機本身的機器精度；測頭系統(tǒng)的精度和重復(fù)性；環(huán)境條件注：所謂的

6、環(huán)境條件是一個比較大的范圍，比如溫度、濕度、震動、灰塵和照明等。這些因素都對測量機的測量有影響，但正常的溫度變化會導(dǎo)致測量結(jié)果的變化最大。第14頁，共31頁。環(huán)境基本要求溫度：202； 溫度的空間梯度：1/m 溫度的時間梯度：2/8h；濕度：40%-60%；氣源：純度達到99%以上，6-8Ba；電壓：220V10%。防震地基3第15頁，共31頁。CMM的硬件介紹測量機主機測量機控制柜計算機手動操縱盒UPS穩(wěn)壓源第16頁，共31頁。CMM測量機的日常維護 1、檢測室內(nèi)環(huán)境 2、檢測氣壓 3、用無水酒精和無塵布對設(shè)備進行清潔 4、檢查機器外觀以及機器導(dǎo)軌是否有障礙物，電纜及氣路是否連接正常 室內(nèi)環(huán)

7、境主要包括溫度和濕度。一般而言，溫度要求為202；濕度要求為25%75%。溫度對設(shè)備測量的精度影響較大，而濕度則對設(shè)備使用壽命影響較大。 氣壓則是CMM啟動的關(guān)鍵，當(dāng)氣壓沒有或者不足時，設(shè)備是沒有辦法運行的。第17頁，共31頁。測量機的啟動與關(guān)閉測量機啟動前有以下幾項準(zhǔn)備工作：檢查機器的外觀及機器導(dǎo)軌是否有障礙物，電纜及氣路是否連接正常；對導(dǎo)軌及工作臺面進行清潔；檢查溫度、氣壓、地線等是否符合要求，對前置過濾器、儲氣罐、除水機進行放水檢查。以上條件滿足后，接通電源，打開氣源開關(guān)。第18頁，共31頁。測量機的啟動與關(guān)閉1、打開計算機電源、啟動計算機；2、打開控制系統(tǒng)電源，系統(tǒng)進入自檢狀態(tài)；3、待

8、系統(tǒng)自檢完畢后，給系統(tǒng)加點，同時點擊軟件圖標(biāo)，啟動軟件系統(tǒng)；4、剛開機啟動時，軟件窗口會提示進行回零點的操作，點擊確定后讓設(shè)備自動回零點。5、回零點過程完成后，軟件進入正常的工作界面，測量機進入正常工作狀態(tài)。第19頁，共31頁。測量機的啟動與關(guān)閉1、關(guān)閉系統(tǒng)時，先將Z軸移動到安全的位置和高度，避免造成意外碰撞；2、先關(guān)閉測量軟件；3、關(guān)閉控制系統(tǒng)電源；4、關(guān)閉計算機電源。第20頁，共31頁。測頭的校驗測針校驗的目的：1、得到各測針的半徑； 2、得到各測針的相互關(guān)系。三坐標(biāo)測量機在測量零件時，是運用測針的寶石球與被測零件表面接觸，這個接觸點與系統(tǒng)傳輸給計算機軟件的寶石球中心點的坐標(biāo)相差一個寶石球

9、的半徑，把這個半徑值準(zhǔn)確的修正到測量點，是測量機軟件的一項重要功能，所以要通過測頭校驗得到測針的半徑值；在測量過程中，玩玩要通過不同的測頭角度、長度和直徑不同的測針組合測量元素，以得到所需要的測量結(jié)果。這些不同位置的點必須要經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換才能在同樣的坐標(biāo)下計算，得出正確的結(jié)果。所以要通過才測頭校驗得出不同測頭角度之間的位置關(guān)系，是軟件系統(tǒng)能夠進行準(zhǔn)確換算。第21頁，共31頁。編程步驟一、有數(shù)模1、導(dǎo)入數(shù)模（IGS格式），實體化；2、查看工件的擺放與數(shù)模坐標(biāo)是否一致，不一致時改變數(shù)模的坐標(biāo)系或者改變工件的擺放方式；3、在數(shù)模上抽取元素，建立坐標(biāo)系，創(chuàng)建安全平面；4、根據(jù)圖紙要求測量所需的元素；5

10、、根據(jù)所測元素構(gòu)造需評價的特征；6、評價尺寸；7、手動運行程序；8、打印報告。第22頁，共31頁。編程步驟二、無數(shù)模1、擺放好工件，根據(jù)圖紙要求建立坐標(biāo)系；2、在工件的右上方設(shè)置正的安全平面，在工件的左下方設(shè)置負的安全平面；3、重復(fù)“有數(shù)?！钡?、5、6三個步驟；4、運行程序，不需要手動測量。5、打印報告。第23頁，共31頁。元素的測量 測量的特征主要包括：點、直線、圓、平面、圓柱、圓錐、球等。 在測量這些元素時有兩種方式，分別是手動和自動測量。第24頁，共31頁。坐標(biāo)系的建立 建立坐標(biāo)系是測量的基礎(chǔ)，要想得到正確的測量結(jié)果，就必須建立正確的坐標(biāo)系。 建立坐標(biāo)系需要三個步驟：零件的找正；第二軸的旋轉(zhuǎn)；原點的設(shè)置。 最常用的方法是3-2-1法。第一步：測量平面，找正零件，即確定第一軸線；第二步：測量一條線（該線不應(yīng)該