三坐標測量儀培訓手冊

三坐標講義課學前知識三坐標概況三坐標組成三坐標重要由以下幾部分組成：測量機主機，控制系統(tǒng)，計算機（測量軟件），測座、測頭系統(tǒng)。測量機主機這是測量機的基本硬件，有多種結構形式：移動橋式：活動橋式測量機是使用最為廣泛的一種機構形式。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。有小型、中型、大型幾種形式。固定橋式：固定橋式測量機由于橋架固定，剛性好，動臺中心驅動、中心光柵阿貝誤差小，以上特點使這種結構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構。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、雙驅動等技術，提高精度。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，特別適合汽車工業(yè)鈑金件的測量。關節(jié)臂式：關節(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)境條件規(guī)定比較低。各種結構三坐標“圖”以活動橋式測量機為例，介紹三坐標重要組成及功能：工作臺（一般采用花崗石），用于擺放零件支撐橋架；工作臺放置零件時，一般要根據(jù)零件的形狀和檢測規(guī)定，選擇適合的夾具或支撐。規(guī)定零件固定要可靠，不使零件受外力變形或其位置發(fā)生變化。大零件可在工作臺上墊等高塊，小零件可以放在固定在工作臺上的方箱上固定后測量。橋架，支撐Z滑架，形成互相垂直的三軸；橋架是測量機的重要組成部分，由主、附腿和橫梁、滑架等組成。橋架的驅動部分和光柵基本都在主腿一側，附腿重要起輔助支撐的作用。由于這個因素，一般橋式測量機的橫梁長度不超過2.5米，超過這個長度就要使用雙光柵等措施對附腿滯后的誤差進行補償，或采用其他機構形式?；?，使橫梁與有平衡裝置的Z軸連接；滑架連接橫梁和Z軸，其上有兩軸的所有氣浮塊和光柵的讀數(shù)頭、分氣座。氣浮塊和讀數(shù)頭的調整比較復雜，直接影響測量機精度，不允許調整。導軌，具有精度規(guī)定的運動導向軌道，是基準；導軌是氣浮塊運動的軌道，是測量機的基準之一。壓縮空氣中的油和水及空氣中的灰塵會污染導軌，導致導軌道直線度誤差變大，使測量機的系統(tǒng)誤差增大，影響測量精度。要保持導軌道完好，避免對導軌磕碰，定期清潔導軌。光柵系統(tǒng)（光柵、讀數(shù)頭、零位片），是基準；光柵系統(tǒng)是測量機的測長基準。光柵是刻有細密等距離刻線的金屬或玻璃，讀數(shù)頭使用光學的方法讀取這些刻線計算長度。為了便于計算由于溫度變化導致光柵長度變化帶來的誤差，采用光柵一端固定，另一端放開，使其自由伸縮。此外在光柵尺座預置有溫度傳感器，便于有溫度補償功能的系統(tǒng)進行自動溫度補償。零位片的作用是使測量機找到機器零點。機器零點是機器坐標系的原點，是測量機誤差補償和測量機行程終控制的基準。驅動系統(tǒng)（伺服電機、傳動帶）；驅動系統(tǒng)由直流伺服電機、減速器、傳動帶、帶輪等組成。驅動系統(tǒng)的狀態(tài)會影響控制系統(tǒng)的參數(shù)，不能隨便調整?？諝廨S承氣路系統(tǒng)（過濾器、開關、傳感器、氣浮塊、氣管）；空氣軸承（又稱氣浮塊）是測量機的重要部件，重要功能是保持測量機的各運動軸互相無摩擦，由于氣浮塊的浮起高度有限并且氣孔很小，規(guī)定壓縮空氣壓力穩(wěn)定且其中不能具有雜質、油，也不能有水。過濾器系統(tǒng)是氣路中的最后一道關卡，由于其過濾精度高，非常容易被壓縮空氣中的油污染，所以一定要有前置過濾裝置和管道進行前置過濾解決。氣路中連接的空氣開關和空氣傳感器都具有保護功能，不能隨便調整。支承（架）、隨動帶。小型測量機采用支架支撐測量機工作臺，中、大型測量機一般采用千斤頂支撐工作臺。都采用三點支撐，在一個支撐的一側，有兩個附助支撐，只起保險作用。每個支撐都有一個海綿墊，可以吸取振幅較小的震動，假如安裝測量機的附近有幅度較大的震動源，要此外采用減震措施。三坐標內部結構示意圖3.控制系統(tǒng)這是測量機的控制中樞，重要功能：控制、驅動測量機的運動，三軸同步、速度、加速度控制；操縱盒或計算機指令通過系統(tǒng)控制單元，按照設立好的速度、加速度，驅動三軸直流伺服電機轉動，并通過光柵和電機的反饋電路對運營速度和電機的轉速進行控制，使三軸同步平穩(wěn)的按指定軌跡運動。運動軌跡有飛行測量、點定位兩種方式，飛行方式測量效率高，運動時停頓少。點定位方式適合指定截面或指定位置的測量?？梢酝ㄟ^語句進行設立。在進入計算機指令指定的觸測的探測距離時，控制單元會控制測量機由位置運動速度轉換到探測速度，使測頭慢速接近被測零件。在有觸發(fā)信號時采集數(shù)據(jù)，對光柵讀數(shù)進行解決；當通過操縱盒或計算機指令控制運動的測量機測頭傳感器與被測零件接觸時，測頭傳感器（簡稱“測頭”）就會發(fā)出被觸發(fā)的信號。信號傳送到控制單元后，立即令測量機停止運動（測頭保護功能），同時鎖存此刻的三軸光柵讀數(shù)。這就是測量機測量的一個點的坐標。根據(jù)補償文獻，對測量機進行21項誤差補償；測量機在制造組裝完畢后，都要使用激光干涉儀和其它檢測工具對21項系統(tǒng)誤差（各軸的兩個直線度、兩個角擺誤差、自轉誤差、位置度誤差，三軸之間的兩個垂直度誤差，共21項）進行檢測，生成誤差補償文獻，將這些誤差用軟件進行補償，以保證測量機精度符合協(xié)議的規(guī)定。測頭觸發(fā)后鎖存的每一個點坐標都要通過誤差計算、補償后再傳送給計算機軟件。采集溫度數(shù)據(jù)，進行溫度補償；有溫度補償功能的測量機，可以根據(jù)設定的方式自動采用各軸光柵和被測零件的溫度，對于測量機和零件溫度由于偏離20℃帶來的長度誤差進行補償，以保持高精度。對測量機工作狀態(tài)進行監(jiān)測（行程控制、氣壓、速度、讀數(shù)、測頭等），采用保護措施；控制系統(tǒng)內部設有故障診斷功能，對測量機正常工作及安全有影響的部位進行檢測，當發(fā)現(xiàn)這些有異?，F(xiàn)象時，系統(tǒng)就會采用保護措施（停機，斷驅動電源），同時發(fā)出信息告知操作人員。對掃描測頭的數(shù)據(jù)進行解決，并控制掃描:配備有掃描功能的測量機，由于掃描測頭采集的數(shù)據(jù)量非常大，必須有專用的掃描數(shù)據(jù)處理單元進行解決，并控制測量機按照零件表面形狀，保持掃描接觸的方式運動。與計算機進行各種信息交流。雖然控制系統(tǒng)自身就是一臺計算機，但是沒有與外界交互動介面，其內部的數(shù)據(jù)都要通過與上位計算機的通訊進行輸入和設立?？刂菩畔⒑蜏y點的數(shù)據(jù)都通過信息傳輸、交流。交流方式重要是RS232接口或網(wǎng)卡?？刂乒?，控制器圖計算機（測量軟件）計算機（又稱上位機）是數(shù)據(jù)解決中心，重要功能：對控制系統(tǒng)進行參數(shù)設立；上位計算機通過“超級終端”方式，與控制系統(tǒng)進行通訊并實現(xiàn)參數(shù)設立等操作?？梢允褂脤Ｓ密浖ο到y(tǒng)進行調試和檢測。進行測頭定義和測頭校正，及測針半徑補償:不同的測頭配置和不同的測頭角度，測量的坐標數(shù)值是不同樣的。為使不同配置和不同測頭位置測量的結果都可以統(tǒng)一進行計算，測量軟件規(guī)定進行測量前必須進行測頭校正，以獲得測頭配置和測頭角度的相關信息。以便在測量時對每個測點進行測針半徑補償，并把不同測頭角度測點的坐標都轉換到“基準”測頭位置上。建立坐標系（零件找正）為測量的需要，測量軟件以零件的基準建立坐標系統(tǒng)，稱零件坐標系。零件坐標系可以根據(jù)需要，進行平移和旋轉。為方便測量，可以建立多個零件坐標系。對測量數(shù)據(jù)進行計算和記錄、解決；測量軟件可以根據(jù)需要進行各種投影、構造、擬和計算，也可以對零件圖紙規(guī)定的各項形位公差進行計算、評價，對各測量結果使用記錄軟件進行記錄。借助各種專用測量軟件可以進行齒輪、曲線、曲面和復雜零件的掃描等測量。編程并將運動位置和觸測控制告知控制系統(tǒng)；測量軟件可以根據(jù)用戶需要，采用記錄測量過程和脫機編程等方法編程，可以對批量零件進行自動和高精度的測量或掃描。輸出測量報告；在測量軟件中，操作員可以按照自己需要的格式設立模板，并生成檢測報告輸出。傳輸測量數(shù)據(jù)到指定網(wǎng)路或計算機。通過網(wǎng)絡連接，計算機可以進行數(shù)據(jù)、程序的輸入和輸出。軟件界面圖5.測座、測頭系統(tǒng)測座、測頭系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集的傳感器系統(tǒng)，重要功能：測頭傳感器在探針接觸被測點時發(fā)出觸發(fā)信號:測頭部分是測量機的重要部件，測頭根據(jù)其功能有：觸發(fā)式、掃描式、非接觸式（激光、光學）等。觸發(fā)式測頭是使用最多的一種測頭，其工作原理是一個開關式傳感器。當測針與零件產(chǎn)生接觸而產(chǎn)生角度變化時，發(fā)出一個開關信號。這個信號傳送到控制系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)對此刻的光柵計數(shù)器中的數(shù)據(jù)鎖存，經(jīng)解決后傳送給測量軟件，表達測量了一個點。掃描式測頭有兩種工作模式：一種是觸發(fā)式模式，一種是掃描式模式。掃描測頭自身具有三個互相垂直的距離傳感器，可以感覺到與零件接觸的限度和矢量方向，這些數(shù)據(jù)作為測量機的控制分量，控制測量機的運動軌跡。掃描測頭在與零件表面接觸、運動過程中定期發(fā)出信號，采集光柵數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)設立的原則過濾粗大誤差，稱為“掃描”。掃描測頭也可以觸發(fā)方式工作，這種方式是高精度的方式，與觸發(fā)式測頭的工作原理不同的是它采用回退觸發(fā)方式。測頭控制器（PI200、PI7）控制測頭工作方式轉換（TP200、TP7）；TP200、TP7測頭是高精度測頭，它們的特點是靈敏度高，可以接比較長的測針。但是靈敏度高會導致測量機高速運動時出現(xiàn)誤觸發(fā)。測頭控制器控制測頭在測量機高速運動時處在高阻（不靈敏）狀態(tài)，觸發(fā)時進入靈敏狀態(tài)度轉換。在手動方式時一般都是以操縱盒的“速度控制鍵”進行控制狀態(tài)轉換，即低速運動時是測頭的靈敏狀態(tài)。測座控制器根據(jù)命令控制測座旋轉到指定角度。測座控制器可以用命令或程序控制并驅動自動測座的旋轉到指定位置。手動的測座只能由人工手動方式旋轉測座。測頭（針）更換架可以在程序運營中，自動更換測頭（針），避免程序中的人工干預，提高測量效率。各系列測頭座，測頭，加長桿，測針圖三坐標原理運動原理運動部件是通過氣浮與花崗巖導軌之間形成一層氣膜來實現(xiàn)運動部件懸浮，再由伺服系統(tǒng)驅動其運動，運動所需功率小，不用緊張導軌磨損。氣浮與導軌接觸圖測量原理一把尺子，當規(guī)定了其正方向和原點，則這把尺子就相稱于一個數(shù)軸；假如兩把尺子互相垂直放置，規(guī)定了兩把尺子的正方向，并且交點為原點，這樣就形成一個平面直角坐標系；同樣，三把尺子互相垂直放置，規(guī)定了三把尺子的正方向，并且規(guī)定三把尺子交點為原點，這樣就形成一個空間直角坐標系。三坐標三軸導軌上都貼有高精度光柵尺，運動部件上裝有讀取光柵信號的裝置叫讀數(shù)頭，讀數(shù)頭與光柵尺的相對運動產(chǎn)生坐標變化，當規(guī)定了三軸光柵尺零位后，讀數(shù)頭就讀取的是當前機器坐標系下的坐標值，讀數(shù)頭再把數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)傳遞到電腦、軟件。這樣我們就在軟件上看到的當前坐標值。光柵尺、讀數(shù)頭“圖”計數(shù)原理在坐標空間中，可以用坐標來描述每一個點的位置。

2、多個點可以用數(shù)學的方法擬合成幾何元素，如：面、線、圓、圓柱、圓錐等。運用幾何元素的特性，如：圓的直徑、圓心點、面的法矢、圓柱的軸線、圓錐頂點等可以計算這些幾何元素之間的距離和位置關系、進行形位公差的評價。將復雜的數(shù)學公式編寫成程序軟件，運用軟件可以進行特殊零件的檢測。齒輪、葉片、曲線曲面、數(shù)據(jù)記錄等。重要算法是最小二乘法。氣源系統(tǒng)氣路走向氣源系統(tǒng)控制原理注意事項四、手操器MCUlite-2急停開關速度旋鈕測頭中斷指示燈設備狀態(tài)指示燈快慢速選鍵測頭中斷按鍵解除錯誤鍵三軸鎖定按鍵插入GOTO指令鍵刪除測點鍵測頭角度控制鍵自動運營指令鍵元素自動辨認確認鍵遙控桿五．三坐標維護及開關機環(huán)節(jié)<一>、開機前維護1、打開室內空調，調整溫度到20±2℃。2、檢查空壓機機油油位是否正常。3、放掉油水（或氣水）分離器內的水。4、檢查電路、氣路，保證滿足使用規(guī)定。5、清理導軌上障礙物，用脫脂棉沾取120#汽油擦拭導軌，在擦拭導軌過程中要向一個方向擦拭，不能來回擦拭，也不能擦到光柵尺上。<二>開機環(huán)節(jié)：打開氣源，工作壓力大于0.60Mpa接通系統(tǒng)總電源、打開控制柜電源（旋轉到“ON”位置）打開電腦打開急停開關（順時針旋轉），打開控制柜和手操器上急停開關。打開UCCservice、打開RationalDMIS。機器回零（速度旋鈕不能太?。?lt;三>關機環(huán)節(jié)用手控器移到機器到安全位置（三軸離零位100mm）把測座旋轉到A90B180的安全位置按下操縱盒或控制柜上的急停按鈕保存數(shù)據(jù)，退出RationalDMIS、UCCservice測量軟件關閉電腦斷開控制柜總電源、關閉設備總氣源開關關閉空氣壓縮機電源月維護、季度維護、年維護請參考機器保養(yǎng)制度。六．.客戶基礎知識摸底1.電腦操作2.機械知識（識圖能力），計量知識（形為公差及誤差分析）3.立體幾何、立體解析幾何4.計算機語言課測頭校正一、測頭校正的目的校正各測針的位置關系。需圖示講解校合法前環(huán)境下測針的半徑。需圖示講解二、測針的旋轉方向A角：上下旋轉（MH20I,MH8等A角范圍0°-90°;PH10T,PH10M等A角范圍0°-105°）B角：圍繞Z軸旋轉（左負右正旋轉）（-180°、+180°）。MH20I,MH8等A、B分度角15°為一刻度。PH10T,PH10M等A、B分度角7.5°為一刻度。測頭構建測頭構建示圖（以MH20I為例）測頭構建示圖（以PH10T為例）測針命名：測針加長桿：測針：M2－30×3－TO－M2M2－20×4螺紋－長度×直徑－螺紋螺紋－長度×紅寶石直徑四、更新效驗規(guī)1．標準球支撐桿直徑φ10-φ12（mm）標準球直徑φ19---φ25.00標準球的坐姿為豎直放置根據(jù)實際情況定更新校驗規(guī)，校驗規(guī)取名，輸入直徑標準球手動測5點，“”接受，再跟據(jù)實際修改支撐桿直徑。根據(jù)實際需求添加針位，在測針界面拖拽所要校正的針位名稱到校驗規(guī)，開始“繼續(xù)”。3.校正測針時應注意哪些問題：根據(jù)待測位置擺放工件的情況和精度規(guī)定，選擇合理的測針。保證測針和各接合點緊固和清潔干凈。保證相關配置參數(shù)對的。根據(jù)測量的需要，擬定測針的針位方向。校正后，觀測形狀誤差和測針半徑是否正常。第三節(jié)課基本幾何元素測量一．矢量的概念

矢量是測量機應用中的一個非常重要的概念，要牢固掌握。矢量是物理學和數(shù)學中一個表達力、速度等等一個概念。在測量機的應用中重要使用它在表達方向上的意義。幾何矢量：在空間有一定長度和一定方向的線段。簡稱“矢量”。單位矢量：長度為一個單位長的矢量叫“單位矢量”。測量機中使用的矢量都是單位矢量。矢量在坐標軸上的投影，稱為矢量在坐標軸上的分解，又稱為矢量的坐標。通過矢量的坐標，可以知道矢量的空間方向。

矢量的用途，觸測（回退）方向、面的法矢、線的方向矢量、圓柱軸線的方向矢量、圓錐的軸線矢量二．測量軟件如何描述幾何元素（元素的特性）1、面，均值點、法向矢量。2、線，均值點、方向矢量、工作平面（投影面）。3、圓，圓心、直徑（半徑）、工作平面（投影平面）。4、圓柱，均值點（軸線上）、直徑（半徑）、軸線方向矢量。5、圓錐，錐頂點、錐角（半角）、錐的軸線矢量。球，球心、直徑（半徑）。圓、圓柱、圓錐、球有內、外之分三．元素的測量方法、結果定義和補償方向1、點a.X、Y、Z表達該點在當前坐標系下的坐標值；i，j，k表達矢量方向。測針半徑補償方法：如右圖b.手動采點時，由于采點方向無法控制，所以規(guī)定探測方向與那一坐標軸夾角最小就延該軸方向補償測針半徑。（斜面上采點要選取工作平面）c.自動采點時，根據(jù)給定的矢量方向補償。2、直線a.測點數(shù)：大于等于2個點X、Y、Z：表達該直線中點在當前坐標系下坐標值。i、j、k：表達該直線的矢量方向（與X、Y、Z的夾角的cos值。b.直線的正方向：是起點指向終點。c.測針半徑補償方法：探測方向與球心連線所擬定一平面，在該平面內沿垂直于球心連線的方向補償半徑。d.注意：探測方向與理論補償方向的夾角不能大于45°。e.計算方法：當測的點數(shù)大于2時，先針對觸發(fā)瞬間紅寶石球心采用最小二乘法或最小條件法擬合直線，再延垂直該直線的方向補償半徑。3、平面a.測點數(shù)：≥4個點（在平面最大的范圍內均勻取點）X、Y、Z：表達平面中心點的坐標值。i、j、k：表達平面的法線與X、Y、Z的夾角的COS值。Form：表達平面度誤差。b.平面的正方向：是向實體的外部為正。c.測針半徑補償方法：用觸發(fā)瞬間測針球心擬合一平面，沿垂直于平面的方向補償半徑。d.當測的點數(shù)大于3時，先針對觸發(fā)瞬間紅寶石球心采用最小二乘法或最小條件法擬合平面，再延垂直該平面的方向補償半徑。四、球a.測點數(shù)：≥5個點（在球面最大的范圍內取點）X、Y、Z：表達球心在當前坐標系下的坐標值。D：表達球的直徑。Form：表達球的圓度誤差。b.當測的點數(shù)大于4時，先針對觸發(fā)瞬間紅寶石球心采用最小二乘法擬合球，補償半徑。五、圓柱測量方法：每個截面上測≥4個點，截面數(shù)≥2個截面。X、Y、Z：表達第中心截面圓心坐標值。i、j、k：表達圓柱的軸線與X、Y、Z的夾角的COS值。直徑：表達圓柱的直徑。距離：表達所測圓柱最大截面跨距。Form：表達圓柱度的誤差。圓柱的正方向：從第一截面圓指向最后一截面圓。六、圓錐測量方法：與圓柱相同。X、Y、Z：表達錐頂點的坐標值。i、j、k：表達圓柱的軸線與X、Y、Z的夾角的COS值。角度：表達圓錐的錐角。距離：表達所測圓錐最大截面跨距。Form：表達圓錐度的形狀誤差。圓錐的正方向：遠離是實體（外錐正方向從大圓指向頂點，內錐正方向從頂點指向大圓）七、圓測量方法：（在圓周最大范圍內均勻采點）1.直接測量。（缺陷是圓要擺正）2.在圓的表面上取點，以平面為矢量取圓的4個點。先測矢量（垂直于圓柱軸線的基準）平面，再在圓周上≥4個點作圓。（在作圓時，把該平面拖放到“最靠近的CRD平面”，接受。）3.先測基準并找正，再在圓周上取≥4個點作圓。4.向量創(chuàng)建測量：先在端面按設定點數(shù)測點，再在圓周上均勻測≥4個點作圓。元的計算方法：最小二乘法（常規(guī)計算方法）；最大空圓法（也叫最大內貼圓即內圓做位置度最大實體原則計算時用MMC）；最小覆蓋圓(也叫最小外接圓即外圓做做位置度最大實體原則計算時用LMC)X、Y、Z：表達圓心的坐標值。D：表達圓的直徑。Form：表達圓度的誤差。八、圓弧測量方法：與圓相同X、Y、Z：表達圓心的坐標值。R：表達圓弧半徑。A:表達所測圓弧圓角度。Form：表達圓度的誤差。測點數(shù)：≥?的圓弧5個點以上＜?的圓弧10個點以上＜?到＞?的圓弧20個點以上＜?的圓弧測不準九、橢圓測量方法：與圓相同測點數(shù);≥6個點X、Y、Z：表達橢圓的坐標值L：表達橢圓的長軸W：表達橢圓的短軸I1,J1,K1：表達橢圓的長軸的方向。十、方槽測量方法：如右圖所示X、Y、Z：表達方槽中心點的坐標值L、W：表達方槽的長和寬I1,J1,K1：表達方槽的長邊的方向。十一、圓槽“2圓圓鍵槽”測量方法：如右圖所示2.“圓槽”測量方法：如右圖所示3.X、Y、Z：表達圓槽中心點的坐標值L、W：分別表達圓槽的長和寬I1,J1,K1：表達圓槽的長邊的方向。十二、圓環(huán)測量方法：如右圖所示X、Y、Z：表達圓環(huán)的中心坐標值R：表達分度圓的半徑（如右圖R）r：表達截面圓半徑（如右圖r）總結：點、圓、圓弧、橢圓、球、方槽、圓槽定義為點元素。直線、圓柱、圓錐定義為線元素（包含構造線元素）。未知曲線掃描先測起始點、再測方向點，最后測終止點。再把測正移動到起始點附近--掃描位置曲面掃面先測起始點、再測方向點，測終止點，最后測邊界點。再把測正移動到起始點附近--掃描。課構造元素的測量分中點元素與點元素求對稱結果為：兩點連線線段中心點坐標值或過中點并垂直于兩點連線的平面。線元素與線元素求對稱結果為：點、線、面；通常我們需要過兩條直線公垂線段中心的角平分線。其他結果根據(jù)情況而定。平面與平面求對稱結果為：兩個平面的角平分面。其他情況視情況而定。4.分中結果種類很多，以上為常見情況，特殊情況請參考軟件說明書。平行過直線（線元素）外一點（點元素）作該線的平行線。過平面外一點（點元素）作該面的平行平面。相交線（軸線）與線（軸線）相交結果為：兩條直線公垂線段中點的坐標值。直線與圓球相交結果為：把直線投影到與圓所在的平面內，再與圓求相交。直線與圓柱相交分為直線與表面相交，直線與軸線相交。圓與圓相交兩個圓必須在同一平面內，相交的結果為兩個點（如下圖）：平面與圓柱相交平面和圓柱的軸線相交：結果為點。平面和圓柱的表面相交結果為過圓柱軸線與平面交點處的圓柱上的圓（規(guī)定是平面的垂直線與圓柱的夾角小于1°，自動調整為圓。）否則為曲線。圓柱（圓錐）與圓柱（圓錐）相交分為：軸線與軸線相交軸線與表面相交表面與軸線相交表面與表面相交：結果為曲線。四、垂線

1.過直線（線元素）外一點（點元素）作該線的平行垂直線。2.過平面外一點（點元素）作該面的垂直平面。五、相切通過點元素（簡化為點的元素、簡化為線的元素、圓元素、測量點），相貼與相貼元素（可簡化為線元素、平面元素、圓元素、圓柱元素），可得到直線元素、平面元素。例如下圖：過圓外一點有兩條線與該圓相切。投影把點元素或線元素投影到平面上進行下一步運算：例如下圖規(guī)定兩空中心距。所有也許情況下面一一介紹：A也許的構造結果元素有:點元素,、直線元素、圓元素,、圓弧元素,、橢圓元素。B"投影"構造元素可以是:點元素、邊界點元素、直線元素、圓元素、圓弧元素、橢圓元素、鍵槽元素。關于測量點: 用戶可以從元素屬性頁中拖放測量點條目到構造窗口中的元素輸入框,拖放后元素輸入框會變?yōu)槿缦聢D所示:

，其中圖標表達當前拖放的是測量點且是實際值,當是理論值時圖標為.輸入框中顯示的是測量點所在的元素的名稱,右邊的數(shù)字表達此測量點是元素的第幾個測量點.通過測量點構造產(chǎn)生的DMIS語句如下:

CONST/POINT,F(PROJPT1),PROJPT,FA(CIR1)[1]C"投影到"構造元素可以是:直線元素、平面元素、圓元素、圓弧元素、圓柱元素、圓錐元素、圓球元素、橢圓元素、鍵槽元素、曲線元素、曲面元素、工作平面。平移

A也許的構造結果元素有:點元素、邊界點元素、直線元素、平面元素、圓元素、圓弧元素、圓柱元素、圓錐元素、圓球元素、橢圓元素、鍵槽元素、曲線元素。B"移動"構造元素可以是:點元素、邊界點元素、直線元素、平面元素、圓元素、圓弧元素、圓柱元素、圓錐元素、圓球元素、橢圓元素、鍵槽元素、曲線元素。根據(jù)不同的移動方式和拖放的"移動方式"構造元素,移動參數(shù)輸入窗口會自動顯示出不同的參數(shù)輸入窗口.C.平移方式有以下三種如下圖所示：以當前坐標系為標準進行距離平移；以當前坐標系為標準給定平移的矢量方向，輸入平移距離；材料偏移：及元素縮放。擬合元素組合構造。A也許的構造結果元素有:直線元素、平面元素、圓元素、圓柱元素、圓錐元素、圓球元素。B構造元素可以是:可以簡化為點的元素、曲線元素、測量點。例如：下圖規(guī)定用四個小圓圓心組合一個大分度圓鏡像元素鏡像計算。指將點、線、面等元素關于某一元素做出它的鏡像元素。邊界要邊界構造的元素可以是直線元素,平面元素,圓柱元素和圓錐元素.要邊界構造的元素窗口接受從元素數(shù)據(jù)區(qū)和圖形區(qū)拖放元素.要構造的元素分為：點元素與平面元素兩種。根據(jù)所需結果不同所需構造元素數(shù)目也有不同。十一、圓錐計算用一個點元素及圓元素構造出一個圓錐元素。構造方式有"直徑","距離"和"頂點"3種,選擇不同的構造方式,旁邊的參數(shù)輸入窗口會隨之變化.極限只能構造出點元素。極值選項有"最小極值點"和"最大極值點"兩個選項.當構造方法選擇"VEC"方式時,給定向量輸入窗口用來輸入構造需要的向量值.平移平面將平面進行指定距離平移，共有3個距離參數(shù)輸入窗口,用來指定相距3個構造元素的偏移距離D1,D2,D3.元素變換1."轉換"元素列表窗口接受從元素數(shù)據(jù)區(qū)或直接從圖形區(qū)拖放元素."轉換"元素列表窗口左邊"標署名"一欄顯示的是拖放元素的名稱,右邊的"只轉換理論元素"一欄用來設立是否只是轉換理論元素,假如選中其中的復選框就會在轉換時只轉換理論元素,假如不選中就會同時轉換理論元素和實際元素(假如實際元素存在).2."轉換"坐標系輸入窗口用來輸入轉換前后的坐標系."轉換"坐標系輸入窗口接受從坐標系數(shù)據(jù)區(qū)拖放坐標系.多點偏移平面構造元素列表窗口接受從元素數(shù)據(jù)區(qū)或直接從圖形區(qū)拖放元素.構造元素列表窗口的左邊一欄顯示拖放的元素的名稱,右邊一欄用來輸入距離拖放元素的偏移距離.默認情況下,當拖放到列表窗口中的元素的偏移距離為0,用戶可以通過鼠標單擊列表窗口中的偏移距離來編輯輸入合適的偏移距離.拷貝創(chuàng)建元素理論元素可以從元素數(shù)據(jù)區(qū)／圖形區(qū)拖放，此窗口僅接受理論元素Sweep構造Sweep構造：可拖放的元素為二維元素課坐標系的建立一、坐標系的概念1、制定了正向的直線稱為軸，加入刻度后稱為數(shù)軸?？梢员磉_點的1D位置。2、在平面上選定兩條互相垂直的數(shù)軸，分別指定這兩條數(shù)軸的正向，把兩數(shù)軸的交點稱為原點，形成一個平面（直角）坐標系（2D）。平面坐標系可分為四個象限，用不同符號組合，可以表達點在各象限的位置。（見下圖）

3、三條互相垂直的坐標軸和三軸相交的原點，構成三維空間坐標系（3D）?？臻g的任意一點投影到三軸就會有三個相應的數(shù)值，有了三軸相應數(shù)值，就相應空間點。即把點數(shù)字化描述?？臻g坐標系有8個褂限，用不同正負號組合可以分辨出點的空間所在的褂限和位置。有三個工作（投影）平面XY、YZ、XZ可以進行點（元素）的投影。坐標系可以根據(jù)需要進行平移、旋轉。4、坐標測量機中的坐標系原始坐標系（開機時的坐標系，沒故意義）。

在打開控制系統(tǒng)的瞬間，光柵計數(shù)單元開始工作，雖然這時測量機符合坐標系的定義，但由于這時測量機系統(tǒng)誤差補償程序沒有被激活，所以這個“原始坐標系”對于我們沒故意義。機器坐標系（回機器零位后的坐標系，又稱機器坐標系）。測量機開機執(zhí)行了“回家”過程后，測量機三軸光柵都從機器零點開始計數(shù)，補償程序被激活，測量機處在正常工作狀態(tài)，這時測量的點坐標都相對機器零點，稱“機器坐標系”。零件坐標系（運用零件的基準建立的坐標系）。在測量機過程中，我們往往需要運用零件的基準建立坐標系來評價公差、進行輔助測量、指定零件位置等，這個坐標系稱“零件坐標系”。建立零件坐標系要根據(jù)零件圖紙指定的A、B、C基準的順序指定第一軸、第二軸和坐標零點。順序不能顛倒。零件坐標系的使用非常靈活、方便，可認為我們提供很多方便。甚至可以運用零件坐標系生成我們測不到元素。為方便測量一些特殊的數(shù)據(jù)，可以運用零件坐標系進行輔助測量。零件坐標系的意義找正零件（零件的放置與機器坐標系不平行）；零件在工作臺上放置時不也許與機器坐標系完全重合，在測量過程中會因投影平面等問題出現(xiàn)誤差，所以要使用零件的基準來建立坐標系，又稱“找正零件”。建立零件基準；在一些求距離、觀測坐標位置、求輪廓、位置度等計算時，需要使用零件基準，建立零件坐標系后，可以以這些基準為參照，方便我們得出結論。指出零件放置的位置，運營程序；在編制零件的測量程序時，多數(shù)情況下要以零件坐標系為基礎來編制。這樣在零件位置變化時，只要粗建零件坐標系，就可使程序自動運營測量。使零件與CAD模型坐標系一致；在使用CAD模型的情況下，一方面要使被測零件與CAD模型的坐標系統(tǒng)一致，以獲得零件的理論數(shù)據(jù)，便于進行自動測量、編程、進行輪廓比對、輸出檢測報告等。零件坐標系可以根據(jù)需要建立若干個。二、基準的選取原則是：先考慮裝配基準，再考慮設計基準，最后考慮加工基準。選擇精度規(guī)定高的作為基準。選擇較長軸線或較大平面作為基準。坐標系的建立思想第一步：激活機器坐標系（回到機床坐標系下）。第二步：找正第一軸。一般情況下，用第一基準來擬定第一軸。擬定第一軸的元素一般為是平面和線元素。平面擬定第一軸的含義：把某一坐標軸旋轉至與待平面的法線平行。當選擇+X、+Y、+Z坐標軸的正方向與平面的正方向一致；選擇-X、-Y、-Z坐標軸的正方向與平面的正方向相反。線元素擬定第一軸的含義：把某一坐標軸旋轉至該線平行。當選擇+X、+Y、+Z坐標軸的正方向與該線的正方向一致。選擇-X、-Y、-Z坐標軸的正方向與該線的正方向相反。第三步：擬定第二軸（也叫平面內找正）。一般情況下，第二基準擬定第二軸。擬定第二軸的元素，一般情況下為線元素（構造線元素）。平面也可以擬定第二軸，是用平面的法線擬定第二軸。擬定第二軸的含義：先把該線投影到第一基準平面上，或延第一基準軸線方向投影（軟件內部進行），再把某一坐標軸旋轉至某一投影后的直線平行。當選擇+X、+Y、+Z坐標軸的正方向與該線的正方向一致。選擇-X、-Y、-Z坐標軸的正方向與該線的正方向相反。當?shù)诙鶞拭媾c第一平面不垂直時，第二基準要測平面，作擬定第二軸的元素或兩平面交線作擬定第二軸的元素?？偨Y：第一軸和擬定第二軸擬定X、Y、Z三個坐標軸的方向，坐標平移是擬定坐標系的位置。第四步：坐標平移（也叫置零位），目的是擬定坐標系原點。常用的，三軸同時坐標平移。當擬定坐標系原點的位置時，可使用該方法。（比如球心、對稱中心、交點處、投影處、垂足點處等等）先平移兩個坐標軸的方向，再平移第三軸的方向。（比如當圖紙規(guī)定，把坐標系原點放到某一圓心和某一平面上時，可以使用此方法。）三軸分別坐標平移。（比如圖紙規(guī)定，把坐標系原點放到方形工件菱角上（交點）時，可以使用該方法。）鑒定一：判斷組成坐標系原點的三個平面，是否與三個坐標軸垂直。若垂直可使用方法1和3，假如不垂直，就只能使用方法1。鑒定二：當圖紙規(guī)定把坐標系原點放到某一平面上時，判斷該平面與哪一個坐標軸垂直，就把哪個坐標軸的方向平移。鑒定三：當圖紙要把坐標系原點放到某一坐標值時，判斷該圓所在的軸線與哪一個坐標值平行，就把此外兩個坐標值的方向平移。第五步：理論坐標系變換理論坐標系旋轉旋轉的正方向遵守右手規(guī)則。理論坐標系平移向正方向平移為正，向負方向平移為負。坐標系創(chuàng)建坐標平移將坐標系進行不超過三軸的位置平移，平移不會改變坐標系軸向。更新理論值:新坐標系創(chuàng)建后,元素理論值會變換到新坐標系下,所以在變換前元素理論值與在"理論坐標系"下的理論值相同.預覽：當這個按鈕可用時,點擊此按鈕用戶可以在圖形區(qū)觀看到要產(chǎn)生的新坐標系.但這個按鈕不新生成任何坐標系.添加坐標系：這個按鈕以新坐標系窗口中的名稱創(chuàng)建一個新坐標系.但不激活這個坐標系成為當前坐標系.添加/激活坐標系：這個按鈕執(zhí)行<添加坐標系>按鈕的功能,同時激活這個新坐標系成為當前坐標系坐標旋轉將坐標系進行單個軸向旋轉，旋轉角度可以手動填入，也可以使用元素，使用元素是需要將左下角“使用元素”選項打鉤。旋轉好后預覽，添加激活。生成坐標系建立坐標系一般使用元素為面、線、點三個元素，點有時候會是一個圓元素來使用，軟件會默認使用圓心為坐標原點，其他兩個元素類似。拖放好元素后，可以在元素前方方向選項選擇坐標軸方向，根據(jù)需求來定，假如拖放元素不符合建立坐標系需要元素，則無法預覽，在一切都對的情況下預覽，然后添加激活。三點偏移坐標系創(chuàng)建一個平面,這個平面是通過度別輸入與可簡化為點的元素的距離,同時是這個平面方向和選擇的新坐標軸方向對齊.將坐標原點平移到這個平面是可選的。三點擬合坐標系指測量三個實際點，然后輸入數(shù)模理論上所測三點的理論數(shù)值，然后添加激活坐標系。兩點偏移坐標系兩點偏移是在2維平面中進行的.它只在3維"當前坐標系"的其中一個平面中進行.可選擇的平面有XY平面,YZ平面,和ZX平面.當選擇一個工作平面后,相應的輸入窗口(青線框和紫線框)就會改變它們的坐標類型(例如從X,Y變到Y,Z)第一個可簡化為點的元素在這個新坐標系中的位置值將與右邊的輸入窗口(青線框)中的數(shù)值相同,同時第二個可簡化為點的元素，在這個新坐標系中的偏移值也由右邊的輸入窗口決定(下面會進一步說明).六點擬合坐標系重要應用于數(shù)模對齊工件。使用輸入列表窗口中的6個精確的可簡化為點的元素來創(chuàng)建一個新坐標系,使這些點在新坐標系中的位置值與輸入列表窗口中顯示的數(shù)值相同或最接近.選擇對的的坐標系很重要.六點擬和的功能是創(chuàng)建一個修正轉換將當前坐標系映射為新坐標系.多點擬合坐標系重要應用于無法直接建立坐標系模型對齊時。使用輸入列表窗口中的所有可簡化為點的元素來創(chuàng)建一個新坐標系,使這些點在新坐標系中的位置值與輸入列表窗口中顯示的數(shù)值相同或最接近。合并坐標系重要用于數(shù)模對齊工件。通過變換一個已存在的坐標系來創(chuàng)建新坐標系.這種變換與其他兩種坐標系是相同的關系選擇對的的坐標系很重要.這個坐標系窗口的功能是創(chuàng)建一個修正轉換將當前坐標系映射為新坐標系.這個窗口默認會顯示當前坐標系的名稱.可以從坐標系數(shù)據(jù)窗口拖放某個坐標系到這個窗口."基準坐標"中的坐標系可以是當前坐標系也可以是其他坐標系."當前坐標系"通過變換產(chǎn)生一個新坐標系.

注意:合并坐標系不產(chǎn)生任何DMIS語句.注意:三點擬和坐標系只更新元素列表窗口中的元素理論值到新坐標系中10.3-2-1創(chuàng)建坐標系方法II重要用于數(shù)模對齊工件。使用所有可簡化為點的元素來創(chuàng)建一個新坐標系,其中第一組3個元素是重要數(shù)據(jù),第二組2個元素是次要數(shù)據(jù),第三組1個元素是最次要數(shù)據(jù).快速3-2-1創(chuàng)建坐標系典型的3-2-1創(chuàng)建工件坐標系的環(huán)節(jié)如下：1、測量用于建立零件找正的幾何特性，通常測量零件的一個平面2、測量必要的其他幾何特性，用來鎖定零件的自由度3、設為原點，建立坐標系，鎖定工件CAD對齊做數(shù)模工件對齊。取出CAD上3個理論元素，拖放到“CAD上3個元素”框里，然后使用操作盒控制機器，手動依次測量3個相應的實際元素，從而實現(xiàn)數(shù)模和工件快速對齊的目的。注意：在拖放時，元素列表窗口中的元素數(shù)量必須嚴格為3個。迭代對齊用于數(shù)模對齊工件。使用可控制自由度的測量點，并使CAD數(shù)模參與運算，來創(chuàng)建一個新坐標系。最大迭代次數(shù):是一個整型值或整型變量,用來控制迭代的最大次數(shù).變換值:RationalDMIS用這個收斂值作為迭代退出的條件.坐標系映射不象其他的坐標系操作窗口，這個窗口不會產(chǎn)生一個新坐標系。這個窗口用來顯示兩個已存在的坐標系的關系，涉及平移和旋轉。3個旋轉和3個平移映射原始坐標系和變換后坐標系的關系。顯示的結果是表達以原始坐標系為基礎，坐標軸旋轉的情況和坐標原點平移的情況。課公差一、形位公差的概念各項目的特性綜合表二、尺寸公差測量方法：距離按照圖紙規(guī)定，測兩個元素求距離a.兩個孔線求中心距：