三坐標測量機與其應用課件

第八章三坐標測量機及其應用第八章三坐標測量機及其應用主要內(nèi)容§1概述§2三坐標測量機的類型和組成§3三坐標測量機的測量系統(tǒng)§4測量數(shù)據(jù)處理§5坐標測量機的自動測量方法§6三坐標測量機的精度評定§7測量機的特殊應用與發(fā)展趨勢主要內(nèi)容§1概述§1概述機械制造、儀器制造、電子工業(yè)、航空和國防工業(yè)特別適用于測量：箱體類零件的孔距和面距、模具、精密鑄件、電子線路板、汽車外殼、發(fā)動機零件、凸輪、飛機型體等帶有空間曲面的工件。出現(xiàn)時間:

20世紀60年代后期出現(xiàn)條件：生產(chǎn)發(fā)展需要（檢測和加工技術(shù)）電子技術(shù)、計算機技術(shù)和精密加工技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)基礎應用領域：§1概述機械制造、儀器制造、電子工業(yè)、航空和國防工業(yè)特別適Chameleon7107三坐標測量機美國布朗·夏普公司制造測量范圍:650×1000×650青島雷頓數(shù)控測量設備有限公司（LeaderNC)Chameleon7107三坐標測量機青島雷頓數(shù)控測量三坐標測量機與其應用課件三坐標測量機的主要組成部件：

1.主機機械系統(tǒng)（X、Y、Z三軸運動執(zhí)行機構(gòu)）；

2.測量系統(tǒng)－測量頭和標準器（瞄準定位、坐標測量讀數(shù)）

3.電氣控制硬件系統(tǒng)；－運動控制機構(gòu)；

4.測量軟件系統(tǒng)；

－數(shù)據(jù)處理三坐標測量機的應用：正向工程

產(chǎn)品設計-->制造-->檢驗（三坐標測量機）工件（模型）－>3維測量（三坐標測量機）－>設計、制造逆向工程三坐標測量機的基本功能將被測物體置于三坐標測量空間，根據(jù)測量任務采集被測對象的若干點的三維空間坐標值，由這些點的空間坐標值，通過計算求出被測物體的幾何尺寸、形狀或幾何要素的空間位置。三坐標測量機的主要組成部件：

1.主機機械系統(tǒng)（X、Y、Z

逆向工程是利用從實體模型采集數(shù)據(jù)信息，并反饋到CAD/CAM系統(tǒng)進行設計制造的一個過程。是將實物轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)、幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱。

逆向工程是解決直接從樣件實現(xiàn)再造、建立那些已經(jīng)遺失設計文件的工件設計文件以及結(jié)合現(xiàn)有CAD模型進行設計改進的好方法。

通過利用坐標測量機，探測所要實現(xiàn)逆向工程設計的零件表面，利用專業(yè)軟件對采集數(shù)據(jù)進行處理，生成該零件直觀的圖形化表示，進行有關(guān)設計更改，并經(jīng)過性能模擬測試。這樣，可大大縮短了設計時間，簡化了零件的調(diào)整和評估時間。三坐標測量機在現(xiàn)代設計制造流程中的應用逆向工程是利用從實體模型采集數(shù)據(jù)信息，并反饋到CAD/C逆向工程設備：

1.三坐標測量機：獲得產(chǎn)品三維數(shù)字化數(shù)據(jù)（點云/特征）；

2.曲面/實體反求軟件：對測量數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)曲面重構(gòu)，甚至實體重構(gòu)；

3.CAD/CAM軟件；

4.數(shù)控機床（數(shù)控加工中心）；

逆向工程中的技術(shù)難點：

1.獲得產(chǎn)品的數(shù)字化點云（測量掃描系統(tǒng)）；

2.將點云數(shù)據(jù)構(gòu)建成曲面及邊界，甚至是實體（反求軟件）；

3.與CAD/CAM系統(tǒng)的集成；（通用CAD/CAM軟件）

4.為快速準確地完成以上工作，需要經(jīng)驗豐富的專業(yè)工程師。逆向工程設備：

1.三坐標測量機：獲得產(chǎn)品三維數(shù)字化數(shù)據(jù)（逆向工程典型流程圖

逆向工程典型流程圖激光掃描測量及軟件處理示意圖掃描完成后的點云全方位的截取物體的剖面線利用三維CAD軟件繪制產(chǎn)品圖激光掃描測量及軟件處理示意圖掃描完成后的點云全方位的截取§2三坐標測量機的類型和組成三坐標測量機按技術(shù)水平可分為以下幾個類型：(1)數(shù)顯及打字型(N)

(2)帶有小型電子計算機進行數(shù)據(jù)處理(NC)(3)計算機數(shù)字控制(CNC)測量:手動或機動數(shù)據(jù):計算機測量:按程序自動數(shù)據(jù):計算機測量:手動數(shù)據(jù):人工處理§2三坐標測量機的類型和組成三坐標測量機按技術(shù)水平可分為以三坐標測量機與其應用課件三坐標測量機與其應用課件單位：h單位：h結(jié)構(gòu)類型和組成（主機機械系統(tǒng)）1、三坐標測量機構(gòu)運動結(jié)構(gòu)類型和組成（主機機械系統(tǒng)）1、三坐標測量機構(gòu)運動三坐標測量機機架結(jié)構(gòu)三坐標測量機的主體主要由以下各部分組成：底座、測量工作臺、立柱、X及Y向支撐梁和導軌、Z軸部件及測量系統(tǒng)（感應同步器、激光干涉儀、精密光柵尺等）、計算機及軟件。三坐標測量機機架結(jié)構(gòu)三坐標測量機的主體主要由以下各部分組成：懸臂式橋式龍門式臥式鏜床式坐標鏜床式2、結(jié)構(gòu)類型(2)橋式(3)龍門式(1)懸臂式(4)鏜床式懸臂式橋式龍門式臥式鏜床式坐標鏜床式2、結(jié)部分三坐標測量機的性能指標見表8—2所示206——207頁部分三坐標測量機的性能指標見表8—2所示206——207頁

§3三坐標測量機的測量系統(tǒng)三坐標測量機的測量系統(tǒng)的主要部件：測量頭：瞄準定位標準器：坐標測量讀數(shù)(1)機械接觸式測頭(硬測頭)(2)光學非接觸測頭(3)電氣接觸式測量頭電類：感應同步器、磁柵式、編碼器機械類：刻線標尺、精密絲杠、精密齒條：光學類：光柵式、激光干式；§3三坐標測量機的測量系統(tǒng)三坐標測量機的測量系統(tǒng)的主要部(1)機械接觸式測頭點測頭V測形頭塊直測角頭圓錐形圓柱形球形回轉(zhuǎn)式半圓回轉(zhuǎn)式1/4柱面盤形內(nèi)圓錐觸發(fā)式測頭

(1)機械接觸式測頭點V測直測圓錐形圓柱形球形回轉(zhuǎn)式半圓回轉(zhuǎn)觸發(fā)式測頭當觸發(fā)式測頭的測端觸碰到被測工件時，測頭發(fā)出觸發(fā)信號。其核心是判斷接觸與否，類似電子開關(guān)的工作性質(zhì)，故又稱開關(guān)測頭。實現(xiàn)此功能的方法有電子機械開關(guān)的通斷、壓電晶體的壓電效應和應變片的形變等。1.機械觸發(fā)機構(gòu)2.感應接觸形變的應變片3.壓電傳感器觸發(fā)式測頭當觸發(fā)式測頭的測(2)光學非接觸測頭通過對大量采集數(shù)據(jù)的平均處理功能而獲得較高的精度。操作者可將檢測工件表面放大50倍以上，采用標準的或可變換的鏡頭實現(xiàn)對細小工件的測量。

主要用于實現(xiàn)較軟材料或一些特征表面進行非接觸測量。測頭在距離檢測工件一定距離(比如50mm)，在其聚焦點一定范圍內(nèi)進行測量，采點速率在200點/秒以上。視頻測頭進一步提高了測量機的應用，使得許多過去采用非接觸測量無法完成的任務得以完成。例如：印刷線路板、觸發(fā)器、墊片或直徑小于0.1mm的孔。激光掃描測頭

視頻測頭光學點位測量頭(2)光學非接觸測頭通過對大量采集數(shù)據(jù)的平均處理功能而獲得光學非接觸測頭光學非接觸測頭光學點位測量頭

在成像光路中插入一遮光片，其位置正好擋住激光器光束的半個光斑，此時，若被測面仍位于物平面A處，則光電檢測器的差動輸出仍然為零，而當被測面離焦位于A1位置時，在光電檢測器上的像為半圓形光斑，如圖1中的B1所示，而當被測面離焦位于A2位置時，在光電檢測器上的像如圖1中的B2所示。由圖可知，離焦方向不同時，光電檢測器上的光斑或位于光軸的上方或下方，半光斑的直徑隨離焦量的增大而增大，此時光電檢測器的差動輸出不再為零，輸出信號的極性決定于離焦的方向，輸信號的大小決定于離焦量的大小。由此可見，可根據(jù)光電檢測器的差動輸出判斷被測表面的位置，光電檢測器差動輸出的過零點即為測量瞄準位置。光學點圖8—6光學點位測量頭測量精度±1~3um，測量表面可傾斜70度。物鏡反射鏡光源物鏡十字分劃板目鏡分劃板直角屋脊棱鏡物鏡棱鏡適合于測量不規(guī)則空間型面(蝸輪葉片、軟質(zhì)表面等)。圖8—6光學點位測量頭測量精度±1~3um，測量表面WIZProbe激光掃描測頭

LC系列光學掃描測頭

能夠以每秒鐘數(shù)以百計的點進行工件表面點數(shù)據(jù)的采集。測量軟件可憑借這些點進行特征形狀的評價，同時計算出其尺寸和位置。掃描測頭還可以用類似觸發(fā)式測頭的方法進行分離點數(shù)據(jù)的采集。三坐標測量機配激光掃描測頭構(gòu)成一臺三維激光掃描測量機，可以進行高速高精度激光掃描與測量激光掃描測頭WIZProbe激光掃描測頭LC系列光學掃描測頭能夠(3)電氣接觸式測量頭電感位移傳感器可用于箱體類和復雜形狀工件高速輪廓數(shù)據(jù)采集(掃描)。

對工件表面進行離散點數(shù)據(jù)的采集，掃描系統(tǒng)能夠連續(xù)采集大量表面點的數(shù)據(jù)，從而給出關(guān)于工件表面形狀清晰描述。在掃描測量時應使測頭與工件保持可靠接觸，并由電感測量頭確定被測點的三維坐標。(3)電氣接觸式測量頭電感位移傳感器可用三向電感測量頭星形測頭z向x向y向可調(diào)彈簧螺旋升降機構(gòu)三層片簧導軌機構(gòu)每層片簧導軌機構(gòu)中間測頭部件預置測力各向位移機構(gòu)傳感器部件零位鎖緊部件阻尼裝置定位塊鎖緊杠桿圓錐頭拔銷電機磁芯線圈支架上板下板固定片毛細間隙充粘性硅油三z向x向y向可調(diào)彈簧螺三層片簧導軌機構(gòu)每層片簧導軌機構(gòu)中間坐標測量機其它部件1、測座

PH10M是功能強大的分度機動測座，能夠攜帶長加長桿和各種測頭。具備高度可重復性的動態(tài)連接，允許測頭或加長桿的快速更換而不需要重新校正。

PH10M特點：

-自動關(guān)節(jié)固定，可重復測頭定位

-對于手動輸入可自動轉(zhuǎn)換

-7.5度進位

-具有720個可重復定位

-能夠攜帶長達300mm的加長桿

手動分度測座，如MIH

可分度機動測座，如

PH10M坐標測量機其它部件1、測座PH10M是功能強大的分度機動測探針：為完成各種形狀工件的測量，有各種形狀探針適應不同的測量需求。加長桿：加長桿允許測頭進行加長，從而完成一些難以觸及特征的檢測，而不會有損精度。探針更換支架：探針更換支架允許自動使用各種探針配置，而不需要對探針進行重新修正。

2、測頭附件探針：為完成各種形狀工件的測量，有各種形狀探針適應不同的測量3、夾具系統(tǒng)

為檢測薄壁件提供了柔性裝夾方案，例如：汽車車身蓋板的裝夾。自動夾具系統(tǒng)，采用模塊化夾具組件，并由與系統(tǒng)聯(lián)機坐標測量機控制，自動生成夾具組合。

工件由位于坐標測量機基面上，氣動可調(diào)節(jié)高度的一組立柱支撐組成。

3、夾具系統(tǒng)為檢測薄壁件提供了柔性裝夾方案，例如：汽車車身4、測量軟件PC-DMIS通用測量軟件

利用其一體化的圖形功能，能夠?qū)z測數(shù)據(jù)生成可視化的圖形報告；具備強大CAD功能的通用測量軟件；測量對象：從簡單的箱體類工件一直到復雜的輪廓和曲面；實現(xiàn)高速、高效率和高精度測量。簡捷用戶界面，引導使用者進行零件編程、參數(shù)設置和工件檢測；特點：4、測量軟件PC-DMIS通用測量軟件利用其一體化的圖形功三坐標測量機中測量系統(tǒng)的特性綜合比較見210頁表8-3三坐標測量機中測量系統(tǒng)的特性綜合比較見210頁表8-3§4測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容：1、x、y平面內(nèi)工件傾斜的修正2、原點的偏移3、坐標系的平移和回轉(zhuǎn)4、直角坐標轉(zhuǎn)換成圓柱坐標5、直角坐標轉(zhuǎn)換成球坐標6、兩點間距離的測量7、圓的內(nèi)、外徑及圓心的測量8、求直線方向9、求兩直線交點和夾角10、其他數(shù)據(jù)處理內(nèi)容由測量軟件完成§4測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容：1、x、y平面內(nèi)工件傾1、x、y平面內(nèi)工件傾斜的修正機器坐標系零件坐標系1、x、y平面內(nèi)工件傾斜的修正機器坐標系零件坐標系2、原點的偏移1)、工件上沒有基準點，或者基準點處在測量范圍以外2)、原點處于工件不便測量的部位出現(xiàn)偏移的情況：方法：Ｏ2、原點的偏移1)、工件上沒有基準點，或者2)、原點處于工件3、坐標系的平移和回轉(zhuǎn)3、坐標系的平移和回轉(zhuǎn)4、直角坐標轉(zhuǎn)換成圓柱坐標4、直角坐標轉(zhuǎn)換成圓柱坐標5、直角坐標轉(zhuǎn)換成球坐標5、直角坐標轉(zhuǎn)換成球坐標6、兩點間距離的測量loxy6、兩點間距離的測量loxy7、圓的內(nèi)、外徑及圓心的測量需要測3點需考慮測頭半徑補償7、圓的內(nèi)、外徑及圓心的測量需要測3點需考慮測頭半徑補償8、求直線方向8、求直線方向9、求兩直線交點Ｐ和夾角10、其他數(shù)據(jù)處理內(nèi)容9、求兩直線交點Ｐ和夾角10、其他數(shù)據(jù)處理內(nèi)容§5坐標測量機的自動測量方法自動測量的過程一般由3個階段組成，即準備階段、實際測量階段和計值階段。通常，后兩個階段是同時進行的。一、點位測量法二、連續(xù)掃描法點位測量法是從點到點的重復測量方法。多用于孔的中心位置、孔心距、加工面的位置以及曲線、曲面輪廓上基準點的坐標檢驗和測量。測量頭在被測工件的外形輪廓上進行掃描測量.§5坐標測量機的自動測量方法自動測量的過程一般由3個階段組一、點位測量法一、點位測量法二、連續(xù)掃描法xyzo二、連續(xù)掃描法xyzo§6三坐標測量機的精度評定指測量值與真值之差。包括所選用的測量方法、測量頭、工件狀態(tài)(測量定位面、測量表面等)以及溫度影響等因素。指測量機本身的精度，即測量頭中心在測量空間內(nèi)任意位置的位置精度。主要為點位精度。靜態(tài)精度動態(tài)精度系統(tǒng)誤差隨機誤差機器精度測量精度按狀態(tài)按性質(zhì)§6三坐標測量機的精度評定指測量值與真值之差。指測量機本身一、三坐標測量機的分向誤差1、標尺誤差、溫度誤差；影響因素：2、三軸導軌直線度誤差；3、三軸導軌垂直度誤差；點誤差－空間矢量型一、三坐標測量機的分向誤差1、標尺誤差、溫度誤差；影響因素：y軸導軌直線度對x向的影響y軸導軌直線度對x向的影響y軸對x軸垂直度的影響y軸對x軸垂直度的影響二、重復性精度重復測量某一尺寸時，測量結(jié)果的變動范圍。一般測5—6次。反映測量中的隨機誤差。二、重復性精度重復測量某一尺寸時，測量結(jié)果的變動范圍。一般測三、動態(tài)誤差動態(tài)誤差主要來源于測量部件運動過程中由于加速度造成的變形。將動態(tài)誤差控制到比靜態(tài)誤差大l0％一30％之內(nèi)。三、動態(tài)誤差動態(tài)誤差主要來源于測量部件運動過程中由于加速度造四、測量精度影響測量精度的因素：?四、測量精度影響測量精度的因素：?五、三坐標機的精度評定及檢定方法1、單軸示值精度評定2、采用兩坐標精度評定3、采用三坐標精度評定采用標準模板來檢定測量機平面上的坐標精度。采用空間球模型直接評定三坐標精度。以一定長度(或全程上)的誤差大小評定測量機的精度高低。五、三坐標機的精度評定及檢定方法1、單軸示值精度評定2、采用§7測量機的特殊應用與發(fā)展趨勢一、實物程序編制二、設計一體化測量機的特殊應用§7測量機的特殊應用與發(fā)展趨勢一、實物程序編制二、設計一體一、實物程序編制一、實物程序編制二、設計一體化測繪二、設計一體化測繪三坐標測量機的發(fā)展趨勢1、提高測量精度2、提高測量效率3、發(fā)展新型測頭技術(shù)4、采用新材料，運用新技術(shù)5、發(fā)展軟件技術(shù)，發(fā)展智能測量機6、控制系統(tǒng)更開放7、進入制造系統(tǒng)，成為制造系統(tǒng)組成部分8、加強量值傳遞、誤差與補償?shù)难芯咳鴺藴y量機的發(fā)展趨勢1、提高測量精度2、提高測量效率3、發(fā)第八章三坐標測量機及其應用第八章三坐標測量機及其應用主要內(nèi)容§1概述§2三坐標測量機的類型和組成§3三坐標測量機的測量系統(tǒng)§4測量數(shù)據(jù)處理§5坐標測量機的自動測量方法§6三坐標測量機的精度評定§7測量機的特殊應用與發(fā)展趨勢主要內(nèi)容§1概述§1概述機械制造、儀器制造、電子工業(yè)、航空和國防工業(yè)特別適用于測量：箱體類零件的孔距和面距、模具、精密鑄件、電子線路板、汽車外殼、發(fā)動機零件、凸輪、飛機型體等帶有空間曲面的工件。出現(xiàn)時間:

20世紀60年代后期出現(xiàn)條件：生產(chǎn)發(fā)展需要（檢測和加工技術(shù)）電子技術(shù)、計算機技術(shù)和精密加工技術(shù)的發(fā)展提供技術(shù)基礎應用領域：§1概述機械制造、儀器制造、電子工業(yè)、航空和國防工業(yè)特別適Chameleon7107三坐標測量機美國布朗·夏普公司制造測量范圍:650×1000×650青島雷頓數(shù)控測量設備有限公司（LeaderNC)Chameleon7107三坐標測量機青島雷頓數(shù)控測量三坐標測量機與其應用課件三坐標測量機的主要組成部件：

1.主機機械系統(tǒng)（X、Y、Z三軸運動執(zhí)行機構(gòu)）；

2.測量系統(tǒng)－測量頭和標準器（瞄準定位、坐標測量讀數(shù)）

3.電氣控制硬件系統(tǒng)；－運動控制機構(gòu)；

4.測量軟件系統(tǒng)；

－數(shù)據(jù)處理三坐標測量機的應用：正向工程

產(chǎn)品設計-->制造-->檢驗（三坐標測量機）工件（模型）－>3維測量（三坐標測量機）－>設計、制造逆向工程三坐標測量機的基本功能將被測物體置于三坐標測量空間，根據(jù)測量任務采集被測對象的若干點的三維空間坐標值，由這些點的空間坐標值，通過計算求出被測物體的幾何尺寸、形狀或幾何要素的空間位置。三坐標測量機的主要組成部件：

1.主機機械系統(tǒng)（X、Y、Z

逆向工程是利用從實體模型采集數(shù)據(jù)信息，并反饋到CAD/CAM系統(tǒng)進行設計制造的一個過程。是將實物轉(zhuǎn)變?yōu)镃AD模型相關(guān)的數(shù)字化技術(shù)、幾何模型重建技術(shù)和產(chǎn)品制造技術(shù)的總稱。

逆向工程是解決直接從樣件實現(xiàn)再造、建立那些已經(jīng)遺失設計文件的工件設計文件以及結(jié)合現(xiàn)有CAD模型進行設計改進的好方法。

通過利用坐標測量機，探測所要實現(xiàn)逆向工程設計的零件表面，利用專業(yè)軟件對采集數(shù)據(jù)進行處理，生成該零件直觀的圖形化表示，進行有關(guān)設計更改，并經(jīng)過性能模擬測試。這樣，可大大縮短了設計時間，簡化了零件的調(diào)整和評估時間。三坐標測量機在現(xiàn)代設計制造流程中的應用逆向工程是利用從實體模型采集數(shù)據(jù)信息，并反饋到CAD/C逆向工程設備：

1.三坐標測量機：獲得產(chǎn)品三維數(shù)字化數(shù)據(jù)（點云/特征）；

2.曲面/實體反求軟件：對測量數(shù)據(jù)進行處理，實現(xiàn)曲面重構(gòu)，甚至實體重構(gòu)；

3.CAD/CAM軟件；

4.數(shù)控機床（數(shù)控加工中心）；

逆向工程中的技術(shù)難點：

1.獲得產(chǎn)品的數(shù)字化點云（測量掃描系統(tǒng)）；

2.將點云數(shù)據(jù)構(gòu)建成曲面及邊界，甚至是實體（反求軟件）；

3.與CAD/CAM系統(tǒng)的集成；（通用CAD/CAM軟件）

4.為快速準確地完成以上工作，需要經(jīng)驗豐富的專業(yè)工程師。逆向工程設備：

1.三坐標測量機：獲得產(chǎn)品三維數(shù)字化數(shù)據(jù)（逆向工程典型流程圖

逆向工程典型流程圖激光掃描測量及軟件處理示意圖掃描完成后的點云全方位的截取物體的剖面線利用三維CAD軟件繪制產(chǎn)品圖激光掃描測量及軟件處理示意圖掃描完成后的點云全方位的截取§2三坐標測量機的類型和組成三坐標測量機按技術(shù)水平可分為以下幾個類型：(1)數(shù)顯及打字型(N)

(2)帶有小型電子計算機進行數(shù)據(jù)處理(NC)(3)計算機數(shù)字控制(CNC)測量:手動或機動數(shù)據(jù):計算機測量:按程序自動數(shù)據(jù):計算機測量:手動數(shù)據(jù):人工處理§2三坐標測量機的類型和組成三坐標測量機按技術(shù)水平可分為以三坐標測量機與其應用課件三坐標測量機與其應用課件單位：h單位：h結(jié)構(gòu)類型和組成（主機機械系統(tǒng)）1、三坐標測量機構(gòu)運動結(jié)構(gòu)類型和組成（主機機械系統(tǒng)）1、三坐標測量機構(gòu)運動三坐標測量機機架結(jié)構(gòu)三坐標測量機的主體主要由以下各部分組成：底座、測量工作臺、立柱、X及Y向支撐梁和導軌、Z軸部件及測量系統(tǒng)（感應同步器、激光干涉儀、精密光柵尺等）、計算機及軟件。三坐標測量機機架結(jié)構(gòu)三坐標測量機的主體主要由以下各部分組成：懸臂式橋式龍門式臥式鏜床式坐標鏜床式2、結(jié)構(gòu)類型(2)橋式(3)龍門式(1)懸臂式(4)鏜床式懸臂式橋式龍門式臥式鏜床式坐標鏜床式2、結(jié)部分三坐標測量機的性能指標見表8—2所示206——207頁部分三坐標測量機的性能指標見表8—2所示206——207頁

§3三坐標測量機的測量系統(tǒng)三坐標測量機的測量系統(tǒng)的主要部件：測量頭：瞄準定位標準器：坐標測量讀數(shù)(1)機械接觸式測頭(硬測頭)(2)光學非接觸測頭(3)電氣接觸式測量頭電類：感應同步器、磁柵式、編碼器機械類：刻線標尺、精密絲杠、精密齒條：光學類：光柵式、激光干式；§3三坐標測量機的測量系統(tǒng)三坐標測量機的測量系統(tǒng)的主要部(1)機械接觸式測頭點測頭V測形頭塊直測角頭圓錐形圓柱形球形回轉(zhuǎn)式半圓回轉(zhuǎn)式1/4柱面盤形內(nèi)圓錐觸發(fā)式測頭

(1)機械接觸式測頭點V測直測圓錐形圓柱形球形回轉(zhuǎn)式半圓回轉(zhuǎn)觸發(fā)式測頭當觸發(fā)式測頭的測端觸碰到被測工件時，測頭發(fā)出觸發(fā)信號。其核心是判斷接觸與否，類似電子開關(guān)的工作性質(zhì)，故又稱開關(guān)測頭。實現(xiàn)此功能的方法有電子機械開關(guān)的通斷、壓電晶體的壓電效應和應變片的形變等。1.機械觸發(fā)機構(gòu)2.感應接觸形變的應變片3.壓電傳感器觸發(fā)式測頭當觸發(fā)式測頭的測(2)光學非接觸測頭通過對大量采集數(shù)據(jù)的平均處理功能而獲得較高的精度。操作者可將檢測工件表面放大50倍以上，采用標準的或可變換的鏡頭實現(xiàn)對細小工件的測量。

主要用于實現(xiàn)較軟材料或一些特征表面進行非接觸測量。測頭在距離檢測工件一定距離(比如50mm)，在其聚焦點一定范圍內(nèi)進行測量，采點速率在200點/秒以上。視頻測頭進一步提高了測量機的應用，使得許多過去采用非接觸測量無法完成的任務得以完成。例如：印刷線路板、觸發(fā)器、墊片或直徑小于0.1mm的孔。激光掃描測頭

視頻測頭光學點位測量頭(2)光學非接觸測頭通過對大量采集數(shù)據(jù)的平均處理功能而獲得光學非接觸測頭光學非接觸測頭光學點位測量頭

在成像光路中插入一遮光片，其位置正好擋住激光器光束的半個光斑，此時，若被測面仍位于物平面A處，則光電檢測器的差動輸出仍然為零，而當被測面離焦位于A1位置時，在光電檢測器上的像為半圓形光斑，如圖1中的B1所示，而當被測面離焦位于A2位置時，在光電檢測器上的像如圖1中的B2所示。由圖可知，離焦方向不同時，光電檢測器上的光斑或位于光軸的上方或下方，半光斑的直徑隨離焦量的增大而增大，此時光電檢測器的差動輸出不再為零，輸出信號的極性決定于離焦的方向，輸信號的大小決定于離焦量的大小。由此可見，可根據(jù)光電檢測器的差動輸出判斷被測表面的位置，光電檢測器差動輸出的過零點即為測量瞄準位置。光學點圖8—6光學點位測量頭測量精度±1~3um，測量表面可傾斜70度。物鏡反射鏡光源物鏡十字分劃板目鏡分劃板直角屋脊棱鏡物鏡棱鏡適合于測量不規(guī)則空間型面(蝸輪葉片、軟質(zhì)表面等)。圖8—6光學點位測量頭測量精度±1~3um，測量表面WIZProbe激光掃描測頭

LC系列光學掃描測頭

能夠以每秒鐘數(shù)以百計的點進行工件表面點數(shù)據(jù)的采集。測量軟件可憑借這些點進行特征形狀的評價，同時計算出其尺寸和位置。掃描測頭還可以用類似觸發(fā)式測頭的方法進行分離點數(shù)據(jù)的采集。三坐標測量機配激光掃描測頭構(gòu)成一臺三維激光掃描測量機，可以進行高速高精度激光掃描與測量激光掃描測頭WIZProbe激光掃描測頭LC系列光學掃描測頭能夠(3)電氣接觸式測量頭電感位移傳感器可用于箱體類和復雜形狀工件高速輪廓數(shù)據(jù)采集(掃描)。

對工件表面進行離散點數(shù)據(jù)的采集，掃描系統(tǒng)能夠連續(xù)采集大量表面點的數(shù)據(jù)，從而給出關(guān)于工件表面形狀清晰描述。在掃描測量時應使測頭與工件保持可靠接觸，并由電感測量頭確定被測點的三維坐標。(3)電氣接觸式測量頭電感位移傳感器可用三向電感測量頭星形測頭z向x向y向可調(diào)彈簧螺旋升降機構(gòu)三層片簧導軌機構(gòu)每層片簧導軌機構(gòu)中間測頭部件預置測力各向位移機構(gòu)傳感器部件零位鎖緊部件阻尼裝置定位塊鎖緊杠桿圓錐頭拔銷電機磁芯線圈支架上板下板固定片毛細間隙充粘性硅油三z向x向y向可調(diào)彈簧螺三層片簧導軌機構(gòu)每層片簧導軌機構(gòu)中間坐標測量機其它部件1、測座

PH10M是功能強大的分度機動測座，能夠攜帶長加長桿和各種測頭。具備高度可重復性的動態(tài)連接，允許測頭或加長桿的快速更換而不需要重新校正。

PH10M特點：

-自動關(guān)節(jié)固定，可重復測頭定位

-對于手動輸入可自動轉(zhuǎn)換

-7.5度進位

-具有720個可重復定位

-能夠攜帶長達300mm的加長桿

手動分度測座，如MIH

可分度機動測座，如

PH10M坐標測量機其它部件1、測座PH10M是功能強大的分度機動測探針：為完成各種形狀工件的測量，有各種形狀探針適應不同的測量需求。加長桿：加長桿允許測頭進行加長，從而完成一些難以觸及特征的檢測，而不會有損精度。探針更換支架：探針更換支架允許自動使用各種探針配置，而不需要對探針進行重新修正。

2、測頭附件探針：為完成各種形狀工件的測量，有各種形狀探針適應不同的測量3、夾具系統(tǒng)

為檢測薄壁件提供了柔性裝夾方案，例如：汽車車身蓋板的裝夾。自動夾具系統(tǒng)，采用模塊化夾具組件，并由與系統(tǒng)聯(lián)機坐標測量機控制，自動生成夾具組合。

工件由位于坐標測量機基面上，氣動可調(diào)節(jié)高度的一組立柱支撐組成。

3、夾具系統(tǒng)為檢測薄壁件提供了柔性裝夾方案，例如：汽車車身4、測量軟件PC-DMIS通用測量軟件

利用其一體化的圖形功能，能夠?qū)z測數(shù)據(jù)生成可視化的圖形報告；具備強大CAD功能的通用測量軟件；測量對象：從簡單的箱體類工件一直到復雜的輪廓和曲面；實現(xiàn)高速、高效率和高精度測量。簡捷用戶界面，引導使用者進行零件編程、參數(shù)設置和工件檢測；特點：4、測量軟件PC-DMIS通用測量軟件利用其一體化的圖形功三坐標測量機中測量系統(tǒng)的特性綜合比較見210頁表8-3三坐標測量機中測量系統(tǒng)的特性綜合比較見210頁表8-3§4測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容：1、x、y平面內(nèi)工件傾斜的修正2、原點的偏移3、坐標系的平移和回轉(zhuǎn)4、直角坐標轉(zhuǎn)換成圓柱坐標5、直角坐標轉(zhuǎn)換成球坐標6、兩點間距離的測量7、圓的內(nèi)、外徑及圓心的測量8、求直線方向9、求兩直線交點和夾角10、其他數(shù)據(jù)處理內(nèi)容由測量軟件完成§4測量數(shù)據(jù)處理數(shù)據(jù)處理的主要內(nèi)容：1、x、y平面內(nèi)工件傾1、x、y平面內(nèi)工件傾斜的修正機器坐標系零件坐標系1、x、y平面內(nèi)工件傾斜的修正機器坐標系零件坐標系2、原點的偏移1)、工件上沒有基準點，或者基準點處在測量范圍以外2)、原點處于工件不便測量的部位出現(xiàn)偏移的情況：方法：Ｏ2、原點的偏移1)、工件上沒有基準點，或者2)、原點處于工件3、坐標系的平移和回轉(zhuǎn)3、坐標系的平移和回轉(zhuǎn)4、直角坐標轉(zhuǎn)換成圓柱坐標4、直角坐標轉(zhuǎn)換成圓柱坐標5、直角坐標轉(zhuǎn)換成球坐標5、直角坐標轉(zhuǎn)換成球坐標6、兩點間距離的測量loxy6、兩點間距離的測量loxy7、圓的內(nèi)、外徑及圓心的測量需要測3點需考慮測頭半徑補償7、圓的內(nèi)、外徑及