三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用 課件 4.建立測(cè)量程序與測(cè)頭校驗(yàn)、5手動(dòng)測(cè)量實(shí)際工件基礎(chǔ)元素

建立測(cè)量程序與測(cè)頭校驗(yàn)一、建立測(cè)量程序

在測(cè)頭校正開(kāi)始，所有測(cè)量都要在軟件中建立一個(gè)測(cè)量程序來(lái)實(shí)現(xiàn)，因此按下列步驟實(shí)現(xiàn)測(cè)量：?jiǎn)?dòng)PC-DIMS軟件在主菜單中選擇新建文件二、測(cè)頭校驗(yàn)為何要進(jìn)行測(cè)頭補(bǔ)償？如何補(bǔ)償？因?yàn)檐浖讷@取每一個(gè)觸測(cè)點(diǎn)時(shí)，得到的是測(cè)針紅寶石球球心點(diǎn)的位置，我們最終想要獲得的是紅寶石球與工件表面接觸的特征點(diǎn)，這兩個(gè)點(diǎn)之間的間距為觸測(cè)方向上的測(cè)針半徑值，這就需要通過(guò)測(cè)頭補(bǔ)償來(lái)實(shí)現(xiàn)，即將紅寶石球心點(diǎn)沿測(cè)針觸測(cè)方向補(bǔ)償測(cè)針半徑之后，得到工件上的特征點(diǎn)。二、測(cè)頭校驗(yàn)1.得到測(cè)針的準(zhǔn)確直徑和測(cè)針位置坐標(biāo)，以保證每一觸測(cè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)正確補(bǔ)償；2.建立測(cè)頭不同角度之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換關(guān)系，以保證在零件測(cè)量中使用不同角度測(cè)頭的測(cè)量數(shù)據(jù)的精確性；1、測(cè)頭校驗(yàn)?zāi)康?、獲得測(cè)針的有效直徑。

2.獲得各個(gè)角度與參考測(cè)針的關(guān)聯(lián)關(guān)系

由于測(cè)頭觸發(fā)有一定的延遲，以及測(cè)針會(huì)有一定的形變，測(cè)量時(shí)測(cè)頭有效直徑會(huì)小于該測(cè)針寶石球的理論直徑。所以需要通過(guò)校驗(yàn)得到測(cè)量時(shí)的有效直徑，對(duì)測(cè)量進(jìn)行測(cè)頭補(bǔ)償。

測(cè)頭補(bǔ)償：測(cè)量零件時(shí)，接觸點(diǎn)的坐標(biāo)是通過(guò)紅寶石球中心點(diǎn)坐標(biāo)加上或減去一個(gè)紅寶石球的半徑得到的，所以必須通過(guò)校驗(yàn)得到測(cè)量時(shí)測(cè)針的有效直徑。

校驗(yàn)測(cè)頭時(shí)，第一個(gè)校驗(yàn)的角度是所有測(cè)頭角度的參考基準(zhǔn)（角度A0B0）。校驗(yàn)測(cè)頭，實(shí)際上就是校驗(yàn)各個(gè)角度與第一個(gè)校驗(yàn)的角度之間的關(guān)系。所以要先校驗(yàn)參考測(cè)針。二、測(cè)頭校驗(yàn)2、測(cè)頭校驗(yàn)實(shí)現(xiàn)方法已知直徑并且可以溯源到國(guó)家基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器。測(cè)頭校正是對(duì)所定義測(cè)頭的有效直徑及位置參數(shù)進(jìn)行測(cè)量的過(guò)程。為了完成這一任務(wù)，需要用已定義的測(cè)頭對(duì)一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)球進(jìn)行測(cè)量。未知直徑和位置的測(cè)頭二、測(cè)頭校驗(yàn)將在標(biāo)準(zhǔn)球上測(cè)量的實(shí)際直徑同它的已知道直徑比較。有效的測(cè)頭直徑是通過(guò)計(jì)算每個(gè)測(cè)量點(diǎn)所組成的直徑與已知直徑的差值有效測(cè)頭半徑二、測(cè)頭校驗(yàn)3、測(cè)頭的定義1）測(cè)頭角度定義：測(cè)量工件往往需要多個(gè)角度才能完成，測(cè)頭角度是怎樣定義呢？2）校驗(yàn)工具（標(biāo)準(zhǔn)球）定義：校驗(yàn)測(cè)頭的工具是一個(gè)固定在機(jī)器上的標(biāo)準(zhǔn)球，標(biāo)準(zhǔn)球可以有不同的方向，為了避免校驗(yàn)測(cè)頭時(shí)測(cè)針和支撐桿干涉，需要告知標(biāo)準(zhǔn)球的擺放方向。標(biāo)準(zhǔn)球方向是如何定義的標(biāo)準(zhǔn)球的方向是指支撐桿指向球的方向，用I，J，K來(lái)表示與X軸夾角的余弦值稱之為I;與Y軸夾角的余弦值稱之為J;與Z軸夾角的余弦值稱之為K.校驗(yàn)工具（標(biāo)準(zhǔn)球）例如：此標(biāo)準(zhǔn)球支撐方向與X.Y.Z軸向夾角分別為(135°，90°，45°)所以其矢量為(cos(135°)，cos(90°),cos(45°))，即為（-0.707,0,0.707）。常用標(biāo)準(zhǔn)球支撐矢量圖示

3）運(yùn)動(dòng)參數(shù)設(shè)置逼近回退距離移動(dòng)速度，觸測(cè)速度快速移動(dòng)慢速移動(dòng)加載、配置測(cè)頭添加角度參數(shù)設(shè)置校驗(yàn)測(cè)頭查看校驗(yàn)結(jié)果校驗(yàn)測(cè)頭步驟校驗(yàn)測(cè)頭步驟01--校驗(yàn)測(cè)頭步驟---加載、配置測(cè)頭（一）校驗(yàn)測(cè)頭步驟02--添加角度校驗(yàn)測(cè)頭步驟03--參數(shù)設(shè)置校驗(yàn)測(cè)頭步驟04--校驗(yàn)測(cè)頭校驗(yàn)測(cè)頭步驟05--查看校驗(yàn)結(jié)果StdDev”是校驗(yàn)結(jié)果的標(biāo)準(zhǔn)差，這個(gè)誤差應(yīng)越小越好。什么時(shí)候需要重新校驗(yàn)測(cè)頭？1、測(cè)量系統(tǒng)發(fā)生碰撞使用的測(cè)針角度全部校驗(yàn)。2、測(cè)頭部分更換測(cè)針或者重新旋緊此時(shí)需要測(cè)針角度全部校驗(yàn)。3、增加新角度先校驗(yàn)參考測(cè)針“A0B0”，再校驗(yàn)新添加的角度。

當(dāng)校驗(yàn)結(jié)果偏大時(shí)，檢查以下幾個(gè)方面：1、測(cè)針配置是否超長(zhǎng)或超重或剛性太差（測(cè)力太大或測(cè)桿太細(xì)或連接太多）；2、測(cè)頭組件或標(biāo)準(zhǔn)球是否連接或固定緊固；3、測(cè)尖或標(biāo)準(zhǔn)球是否清潔干凈，

是否有磨損或破損；標(biāo)定工具是否移動(dòng)的操作？（1）如果是第一次校驗(yàn)，需要選擇“是-手動(dòng)采點(diǎn)定位工具”（2）如果是重新校測(cè)針驗(yàn)：標(biāo)準(zhǔn)球沒(méi)有移動(dòng)則需要點(diǎn)擊“否”，自動(dòng)測(cè)量；（3）如果是重新校驗(yàn)測(cè)針：標(biāo)準(zhǔn)球移動(dòng)過(guò)，需要先校驗(yàn)參考測(cè)針（A0B0），并且點(diǎn)擊“是-手動(dòng)采點(diǎn)定位工具”。

手動(dòng)測(cè)量實(shí)際工件基礎(chǔ)元素一、PcDmis的工作平面在PC-DMIS中,當(dāng)計(jì)算2D距離時(shí)，和其它軟件一樣，工作平面的選擇非常重要。有效的工作平面是:Z+Z-X+X-Y+Y-工作平面是我們當(dāng)前所看的方向。例如：當(dāng)你想去測(cè)量工件的上平面時(shí)，工作平面是Z+,如果測(cè)量元素在前平面時(shí),工作平面為Y-。這一選擇對(duì)于極坐標(biāo)系非常重要，PC-DMKIS將決定當(dāng)前工作平面的0度。*在Z+平面，0度在X+，90度在Y+向。*在X+向，0度在Y+向，90度在Z+向。*在Y+平面，0度在X-，90度在Z+方向。一、PcDmis的工作平面+X90deg測(cè)量圓的方向

+Y0deg45deg135deg180deg225deg270deg315deg一、PcDmis的工作平面元素:POINT最少點(diǎn)數(shù):1位置:XYZ位置矢量:無(wú)形狀誤差: 無(wú)2維/3維:3維實(shí)例Y555ZX輸出X=5Y=5Z=5

二、基本幾何元素元素:直線最少點(diǎn)數(shù):2位置:重心矢量: 第一點(diǎn)到最后一點(diǎn)。形狀誤差:直線度2維/3維: 2維/3維實(shí)例輸出X=2.5I=-1Y=0J=0Z=5K=0Y555ZX12二、基本幾何元素元素: 圓最少點(diǎn)數(shù): 3位置: 中心矢量*: 相應(yīng)的截平面矢量 形狀誤差: 圓度2維/3維: 2維實(shí)例

輸出X=2Y=2Z=0I=0J=0K=1D=4R=2

Y555ZX*圓的矢量只是為了測(cè)量。不單獨(dú)描述元素的幾何特征。213二、基本幾何元素元素:平面最少點(diǎn)數(shù):3位置:重心矢量:垂直于平面形狀誤差: 平面度2維/3維:3維實(shí)例輸出X=1.67I=0.707Y=2.50J=0.000Z=3.33K=0.707Y555ZX123二、基本幾何元素元素:圓柱最少點(diǎn)數(shù):5位置:重心矢量:從第一層到最后一層形狀誤差:圓柱度2維/3維: 3維實(shí)例輸出:X=2.0I=0D=4Y=2.0J=0R=2Z=2.5K=1Y555ZX541623二、基本幾何元素元素:圓錐最少點(diǎn)數(shù):6位置:頂點(diǎn)矢量:從第一層到最后一層形狀誤差:錐度2維/3維: 3維實(shí)例55X=2.0I=0A=43degY=2.0J=0Z=5.0K=1Y5ZX254136二、基本幾何元素元素：球最少點(diǎn)數(shù):4位置:中心矢量*:如右圖向上形狀誤差:球度2維/3維:3維實(shí)例5X=2.5I=0D=5.0Y=2.5J=0R=2.5Z=2.5 K=1Y55ZX*球的矢量只是為了測(cè)量。并不描述元素的幾何特征。3421二、基本幾何元素三、基本元素測(cè)量元素最少測(cè)點(diǎn)數(shù)點(diǎn)1線2面3圓3圓柱6（2層）圓錐6（2層）球4（2層）（1）手動(dòng)測(cè)量點(diǎn)將測(cè)頭接近欲測(cè)點(diǎn)附近，使測(cè)頭與表面接觸，應(yīng)確認(rèn)采點(diǎn)方向基本與工件表面垂直。三、基本元素測(cè)量在右下角的狀態(tài)欄中有計(jì)數(shù)器顯示為1，在鍵盤(pán)上按“END”鍵，則此采點(diǎn)進(jìn)入到零件程序。若你取消此點(diǎn)，然后重新采集，則在鍵盤(pán)上按“ALT+-”鍵。

（2）測(cè)量平面確定一個(gè)平面的最少點(diǎn)數(shù)為三點(diǎn)。重復(fù)上述操作，如有壞點(diǎn)，則刪去重測(cè)。三、基本元素測(cè)量

當(dāng)采點(diǎn)完成，則在鍵盤(pán)上按“END”鍵。若PC-DMIS誤認(rèn)平面為圓，那么在構(gòu)造選項(xiàng)中選“替代推測(cè)”，然后定義為平面。也可用“CTRL+D”刪去此元素，重新采點(diǎn)（3）測(cè)量圓測(cè)圓的點(diǎn)最少為3點(diǎn),盡可能把測(cè)量點(diǎn)分布開(kāi)來(lái)。（4）測(cè)量圓柱圓柱的測(cè)量類(lèi)似圓的測(cè)量,不過(guò)應(yīng)該測(cè)兩個(gè)圓。應(yīng)注意測(cè)完第一個(gè)圓后再測(cè)第二個(gè)圓。測(cè)圓柱的最少點(diǎn)數(shù)是6點(diǎn)（每個(gè)圓3點(diǎn)）。當(dāng)所有點(diǎn)采集完后，在鍵盤(pán)上按“END”

鍵。

（5）測(cè)量圓錐測(cè)量圓錐類(lèi)似測(cè)量圓柱，由于各截面直徑不同PC—DMIS會(huì)自動(dòng)進(jìn)行判斷。為計(jì)算一個(gè)圓錐，PC—DMIS