《注塑模具數(shù)字化設(shè)計與智能制造》 課件 5第5講 三坐標檢測

項目五

模具主要零件的加工及智能制造技術(shù)應(yīng)用

任務(wù)五

三坐標檢測寧波職業(yè)技術(shù)學(xué)院王正才能力目標

能力目標1.掌握CAM軟件編程加工方法和技巧。2.掌握數(shù)控加工中心的使用方法。3.掌握模具主要零件的加工工藝。4.掌握模具智能制造加工單元中工業(yè)機器人的調(diào)試。5.掌握模具智能制造執(zhí)行系統(tǒng)MES的使用6.掌握三坐標測量機的測量方法。知識目標知識儲備能力目標

知識目標1.熟悉模具主要零件、電極的加工原理。2.熟悉模具零件加工自動編程、加工刀具、走刀路線、去除余量等知識。3.熟悉機床結(jié)構(gòu)原理及機床的使用方式。4.熟悉模具智能制造加工單元的運行流程。5.掌握模具智能制造單元內(nèi)各加工設(shè)備的連接方式與操作要求。6.熟悉運用三坐標等測量設(shè)備和工具控制模具零件加工精度的方法。知識目標知識儲備能力目標

知識儲備

三坐標即三坐標測量機，英文CoordinateMeasuringMachine，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，又稱為三次元、三坐標測量機、三坐標測量儀。知識目標知識儲備能力目標

知識儲備一、三坐標簡介知識目標知識儲備

三坐標測量儀可定義為一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導(dǎo)軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng)(如光學(xué)尺)經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計算機等計算出工件的各點坐標(X、Y、Z)及各項功能測量的儀器。三坐標測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度測量、定位精度測量、幾何精度測量及輪廓精度測量等。任何形狀都是由三維空間點組成的，所有的幾何量測量都可以歸結(jié)為三維空間點的測量，因此精確地進行空間點坐標的采集，是評定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。能力目標

知識儲備一、三坐標簡介知識目標知識儲備

三坐標測量機的基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間范圍內(nèi)，精確地測出被測零件表面的點在空間三個坐標位置的數(shù)值，將這些點的坐標數(shù)值經(jīng)過計算機處理，擬合形成測量元素，如圓、球、圓柱、圓錐、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)。能力目標

知識儲備一、三坐標簡介知識目標知識儲備

三坐標檢測是檢驗工件的一種精密測量方法。廣泛應(yīng)用于機械制造業(yè)，汽車工業(yè)等現(xiàn)代工業(yè)中。它是運用三坐標測量機對工件進行形位公差的檢驗和測量。判斷該工件的誤差是不是在公差范圍之內(nèi)。也叫三坐標測量。隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)和航空航天事業(yè)以及機械加工業(yè)的突飛猛進。三坐標檢測已經(jīng)成為常規(guī)的檢測手段。特別是一些外資和跨國企業(yè)，強調(diào)第三方認證。所有出廠產(chǎn)品必須提供有檢測資格方的檢測報告。所以三坐標檢測對于加工制造業(yè)來說越來越重要。能力目標

知識儲備二、模具零件精度檢測知識目標知識儲備1.設(shè)備回零

打開三坐標后面的氣路開關(guān)，通過三坐標操縱盒給三坐標上電，打開測量軟件PC-DMIS2017R1在線模式，點擊右上角設(shè)備回零按鈕，如圖5-5-1所示。等待機床回零結(jié)束，完成三坐標測量儀回零。能力目標

知識儲備二、模具零件精度檢測知識目標知識儲備1.設(shè)備回零

圖5-5-1設(shè)備回零能力目標

知識儲備二、模具零件精度檢測知識目標知識儲備2.創(chuàng)建測頭

完成設(shè)備回零，接下來進行測頭的創(chuàng)建，測頭創(chuàng)建根據(jù)三坐標測頭型號進行創(chuàng)建設(shè)置，測針長短和紅寶石大小根據(jù)零件的深度以及尺寸進行創(chuàng)建。第一步進行零件尺寸的分析，根據(jù)零件測量位置的大小和深度確定三坐標測針的選擇，確保在測量的過程中不會發(fā)生安全事故。

使用UG、Solidworks等繪圖軟件打開測量兩件，使用分析命令對需要測量的位置進行測量分析，點擊【分析】，使用【測量距離】命令，使用【投影距離】，如圖5-5-2所示，選擇頂面與分型面，測量出頂面到分型面距離，如圖5-5-3所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-2測量距離圖5-5-3高度測量能力目標

知識儲備知識目標知識儲備點擊分析，使用局部半徑命令，如圖5-5-4所示，選擇需要測量的孔直徑，測量出孔的大小，如圖5-5-5所示。圖5-5-5直徑測量圖5-5-4局部半徑分析能力目標

知識儲備知識目標知識儲備測出直徑最小為5mm，高度最低處為19.09mm，根據(jù)兩個數(shù)值創(chuàng)建合適的測針，回到測量軟件RationalDMIS當(dāng)中，在下方的操作欄當(dāng)中選擇測頭操作欄，在測頭操作欄中選擇構(gòu)建測頭命令，如圖5-5-6所示，選擇TesaStar系列，選擇HH-MI-M-BLACK測頭，完成添加，接著選擇TP20型號進行添加，再選擇B1-M2-20-S加長桿，最后選擇A1-M2-3.0-20-S的測針，完成測頭的構(gòu)建，點擊下方添加激活，如圖5-5-7所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-6構(gòu)建測頭圖5-5-7完成構(gòu)建測頭能力目標

知識儲備二、模具零件精度檢測知識目標知識儲備

3.三坐標零件導(dǎo)入

將需要測量得零件導(dǎo)入到軟件當(dāng)中，導(dǎo)入時根據(jù)零件得格式進行導(dǎo)入。在軟件得左上角點擊【菜單】鍵，選擇【導(dǎo)入CAD】命令，再選擇【IGES文件】，找到對應(yīng)的文件夾，選擇型芯零件3D圖檔，如圖5-5-8所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-8型芯零件導(dǎo)入能力目標

知識儲備二、模具零件精度檢測知識目標知識儲備4.測量坐標系創(chuàng)建

工件導(dǎo)入完成后，進行工件測量坐標系的創(chuàng)建，共要創(chuàng)建兩個坐標系，分別是開始的粗坐標，主要以初步的定位找工件為主，方便尋找精坐標，第二個精坐標，主要用于真正的尺寸測量使用。首先創(chuàng)建粗建坐標系，將界面右上角的自學(xué)習(xí)打開，下方切換到測量操作欄，選擇【直線】命令，同時將測點選項欄當(dāng)中選擇【CAD線型圖形定義】命令，完成以上操作就可以進行圖形上邊的選擇來創(chuàng)建直線了，選擇虎口頂面上的兩條邊，創(chuàng)建完成兩條直線后，在右邊的操作見面當(dāng)中就可以生成出兩條創(chuàng)建出來的直線，如圖5-5-9所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-9輔助直線創(chuàng)建能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-10相交命令切換

完成兩條直線的創(chuàng)建后，回到下方的操作欄當(dāng)中，切換到構(gòu)造操作欄當(dāng)中，選擇【相交】命令，如圖5-5-10所示；將創(chuàng)建完成的兩條直線拖動到構(gòu)造相交元素當(dāng)中，點擊添加結(jié)果，完成交點的創(chuàng)建，如圖5-5-11所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-11交點構(gòu)造能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-12坐標系平移命令切換

完成交點創(chuàng)建后，將我們軟件當(dāng)中的測頭位置擺放到交點上去，首先將坐標系放置到創(chuàng)建好的交點上；

在下方的操作欄當(dāng)中切換到坐標操作欄當(dāng)中，選擇平移命令，如圖5-5-12所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-13交點坐標值

雙擊創(chuàng)建完成的交點，顯示出交點的XYZ的坐標數(shù)值，如圖5-5-13所示；并拖動XYZ三個數(shù)值到X軸Y軸Z軸當(dāng)中，注意由于在軟件當(dāng)中實際移動的是測量零件，為了確保測頭位置在創(chuàng)建好的交點上，因此需要在三個數(shù)值前加上一個負號，點擊【添加/激活坐標系】完成粗坐標的創(chuàng)建，如圖5-5-14所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-14粗坐標位置移動能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-15

CAD模型對齊

完成坐標系移動后，在右邊的元素界面欄當(dāng)中的CAD模型，選擇導(dǎo)入進去的CAD文件，右鍵CADM_1零件，找到【模型對齊】，完成零件粗坐標創(chuàng)建，這樣測量坐標系中的第一個粗坐標的創(chuàng)建就完成了，如圖5-5-15所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備

完成粗坐標創(chuàng)建后，進行精坐標的創(chuàng)建，首先進行安全平面的創(chuàng)建，確保后續(xù)多個面打點的過程中不會發(fā)生安全事故。

將下方的操作欄單中切換到測量操作欄當(dāng)中，選擇【面】命令，同時在測點選項欄當(dāng)中選擇【CAD面型圖形定義】命令，這樣就可以進行第一個面的打點任務(wù)了，如圖5-5-16所示；第一個打點面選擇型芯的分型面，首先先選擇需要打點的面，選擇好的面在右側(cè)的元素界面當(dāng)中顯示出PLN1,將生成出來的第一個面拖動到，右下角設(shè)置當(dāng)中，將間距面替換成PLN1面，并設(shè)置告訴，高度距離需要超過型芯頂面，設(shè)置為25mm，完成安全距離設(shè)置，點擊【應(yīng)用】，將程序?qū)懭脒M去，如圖5-5-17所示.能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-16

CAD面型定義能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-17安全面設(shè)置能力目標

知識儲備知識目標知識儲備

安全面設(shè)置完成后，進行打點的設(shè)置，第一個面的打點，在打點位置選擇時，需要注意，點的位置盡量分散一些，確保面的信息獲得的更加的準確。

首先將測點選項欄當(dāng)中選擇CAD面型圖形定義命令切換到在點云網(wǎng)格上選取和測量命令，同時要關(guān)注下方測量操作欄當(dāng)中還是處于面命令，再將統(tǒng)計圖切換到測點管理當(dāng)中，接下就可以打點位置的選擇了，點擊測量，完成PLN1面的打點測量，如圖5-5-18所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-18

PLN1面打點測量能力目標

知識儲備知識目標知識儲備

打完第一面的測量后，接著是型芯零件兩個側(cè)面打點，方式與第一面打點的方式相同，如圖5-5-19所示。圖5-5-19

PLN2和PLN3面打點測量能力目標

知識儲備知識目標知識儲備

三個面打點完成后，進行精坐標的創(chuàng)建，根據(jù)三個打點完成的三個面進行創(chuàng)建，首先將下方操作欄切換到坐標操作欄，選擇生成坐標命令，如圖5-5-20所示。圖5-5-20

生成坐標能力目標

知識儲備知識目標知識儲備

將三個打點完成的面PLN1、PLN2、PLN3三個面依次拖動到XYZ三個個元素當(dāng)中，在XY元素值中輸入50，點擊添加/激活坐標系，完成坐標系的創(chuàng)建，如圖5-5-21所示。圖5-5-21創(chuàng)建坐標系能力目標

知識儲備知識目標知識儲備

完成坐標系的創(chuàng)建后，便可以進行零件的尺寸打點測量操作了，首先先來測量頂部碰穿面到零件分型面的高度。

分型面到碰穿面高度的尺寸測量，需要兩個元素，分別是分型面打點信息和碰穿面打點信息，在創(chuàng)建坐標系的過程中已經(jīng)對分型面進行打點，接下來就是獲取碰穿面的打點信息，與獲取分析面打點信息方式相同，下方產(chǎn)品頂面獲取打點信息方式也是相同的，如圖5-5-22所示。能力目標

知識儲備知識目標知識儲備圖5-5-22

測量面打點能力目標

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高度測量完成后，需要對零件的一些圓孔和圓柱進行測量，首先在下方的操作欄當(dāng)中將面命令切換到【圓】命令當(dāng)中，同時在測點選項欄當(dāng)中切換成【CAD線型圖形定義】命令，如圖5-5-23所示。圖5-5-23

圓命令切換能力目標

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選擇需要打點圓型的邊，選擇完成后在右邊的元素界面中就會生成出CIR1圓，如圖5-5-24所示。圖5-5-24

創(chuàng)建圓元素能力目標

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右鍵點擊CIR1圓，選擇生成測量點，將點目數(shù)設(shè)置在5個，全角度設(shè)置為350度，點擊【產(chǎn)生測量點】，生成出打點位置，點擊【測量完成】圓尺寸測量，如圖5-5-25所示。圖5-5-25

圓柱打點生成能力目標

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兩個圓柱打點完成后，進行孔位的測量，與圓柱的測量方式相同，先選擇孔的邊，生成出CIR2圓，點擊CIR2圓右鍵，選擇生成測量點，將點目數(shù)設(shè)置在4個，全角度設(shè)置為360度，點擊【產(chǎn)生測量點】，生成出打點位置，如圖5-5-26所示。圖5-5-26

孔打點生成能力目標

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生成打點位置后，對部分打點位置進行旋轉(zhuǎn)，避免打點打到非孔位的部位，先選擇孔周圍白色的線，單擊白線，進行旋轉(zhuǎn)，將紅色的箭頭旋轉(zhuǎn)到孔的位置上，如圖5-5-27所示。圖5-5-27

孔測量生成能力目標

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測量零件側(cè)壁尺寸的角度，對零件的側(cè)面進行打點測量，首先測點選項欄當(dāng)中切換回【CAD面型圖形定義】命令，下方操作欄再次切換回【面】命令，選擇需要打點的側(cè)面，生成PLN6面，如圖5-5-28所示。圖5-5-28

側(cè)面PLN6面生成能力目標

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將測點選項欄切換到【點云網(wǎng)格上選取和測量】命令，在PLN6面的四個角落選擇打點的位置，點擊【生成】，完成側(cè)面的打點創(chuàng)建，如圖5-5-29所示。圖5-5-29

PLN6面打點創(chuàng)建能力目標

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需要打點的位置創(chuàng)建完成后，進行尺寸的評價程序創(chuàng)建，將下方的測點選項欄當(dāng)中選擇【公差】，首先評價分型面到頂面的高度，選擇【距離公差】命令，如圖5-5-30所示。圖5-5-30

距離公差能力目標

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將PLN1與PLN6兩個面拖動到下方的元素名1與元素名2當(dāng)中，在拖動的時候，需要注意，拖動的是實際尺寸，不能拖動理論尺寸，再輸入上公差0.02，下公差-0.02，點擊【接受】完成第一個尺寸的評價，如圖5-5-31所示。圖5-5-31

高度距離評價能力目標

知識儲備知識目標知識儲備

分型面到頂面的高度評價完成之后，進行產(chǎn)品面到分型面的高度評價，將PLN1面和PL