[试题]激光三坐标测量仪

[试]激光三坐标测量仪 Brown&Sharpe global status 系列 三坐标测量机 目录 前言 一)激光三坐测量仪简介 二)应用场合 三)发展趋势 海克斯康global status 7107测量仪简介 一)海克斯康(青岛)有限公司介绍 二)global status 7107的结构特点 三)global status 7107的附件 工件的检测思路 一)分析 二)测头的定义及校验 三)手动测量特征元素 四)建立零件坐标系PCS 五)自动测量 六)构造 七)扫描 八)评价形位公差 九)报告 十)程序的自动运行 操作部分 一)开机关机 二)装验测头 三)建立零件坐标系 四)手动测量特征元素 五)形位公差评价 六)如何生成)编辑数据报告和图形报告 七)自动测量特征素 八)构造特征元素 九)阵列 十)CAD图形的导入)导出 十一)对CAD图形的工件进行自动测量 十二)迭代法建立坐标系 十三)生成报告 十四)扫描 对测量的影响因素及日常保养 一)压缩空气对测量仪的影响 二)温度对测量仪的影响 三)湿度对测量仪的影响 四)影响测量仪的因素 五)如何掌握测量仪的精度情况 六)旋转测座的校正及使用 七)Z轴的调整 八)行程终开关的保护及调整 九)测头回退失败的问题 前 言 一.激光三坐标测量仪简介 1.激光三坐标测量仪的概论 三坐标测量仪近是30年发展起来的高校新型精密 测量仪器，其广泛用于机械制造、电子、汽车、航空 航天等工业.制造箱体类和复杂零件. 2.激光三坐标测量仪的类型 (1).按自动化程度分类 (2).按结构形式分类 (3).按测量范围分类 (4).按测量精度分类 (1).按自动化程度分: 手动测量 自动测量 (2).按结构形式分: 移动桥式 固定桥式 龙门式 旋臂式 水平臂式 坐标式 仪器台式 3.按测量范围分: 小型 中型(500-2000) 大型(2000以上)4.按测量精度分: a.低精度1x10-4L 空间不确定度(2-3)x10-4L b.中等精度1x10-5L 空间不确定度(2-3)x10-5L c.高精度1x10-6L 空间不确定度(2-3)x10-6L 4.激光三坐标测量仪的构造 (1).主机 (2).导轨 (3).驱动结构 (4).电机 (5).平衡部件 (6).附件 (7).测头 1.主机: a.框架结构: 移动桥式 旋臂式 水平臂式 三柱式 龙门式 仪器台式; 固定桥式 :铸铁、钢、花岗石、陶瓷等 b.标尺系统: 精密丝杆加微分轮测量系统 精密齿条测量系统 滚轮直尺式测量系统 光学读数刻度尺式测量系统 刻度尺式测量系统 光栅测量系统光电显微镜和金属刻度尺 式测量 2.导轨: 滑动摩擦导轨 滚动导轨 气浮导轨 3.驱动结构: 丝杆传动 齿轮齿条传动 钢带传动 齿形带传动 摩擦轮传动 气压传动 直线步进电机传动 4.电机: 步进电机 直流伺服电机 交流伺服电机 5.平衡部件: 重锤平衡部件 弹簧平衡部件 气压平衡部件 6.附件: 转台 装夹固定件 7.测头: a.硬测头 b.电气测头 c.电接触式开关测头 d.电压式开关测头 e.应变式测头 f.振动式出发测头 g.模拟式电气测头 h.光电测头 i.三角块测 j.激光聚焦测头 k.光纤式测头 二.应用场合 1.汽车领域 位于德国斯图加特/翁特图克海姆的戴姆勒克莱斯勒发 动机工厂需要采集尺寸数据，以确定阀杆导向装置的圆度、 直度、平行度和拱度，以及阀座的圆度、同心度、角度以及 轮廓尺寸。这些形状的测量，形状公差范围一般为5µm至 8µm。 2.航天领域 航空发动机关键零部件研制离不开测量机做为其质量保证。 西北工业大学数控技术实验室，在购买测量机之前，一直也在使 用测量机，只不过让协作单位对实验室生产的零部件进行三坐标 检测。这样既浪费时间又很不方便。 质量是实验室的生命，是实验室永恒的主题。在型号预研项 目— —航空发动机关键零部件研制过程中，实验室越来越感觉到 检测手段成为了制约研究顺利进行的瓶颈，为了保证质量和进度， 决定购买三坐标测量机。 3.复杂类零件 箱体类工件，包括齿轮箱工件，发动机箱体，机床加工部件或者是由简单的自由形状曲面组成的冲压模、铸模、玻壳工件等等。与箱体类工件相对应的是复杂几何形状工件，这类工件主要由具有明确数学定义的复杂曲线曲面构成，例如各种类型的齿轮，齿轮加工刀具，凸轮轴，配对螺旋压缩机转子部件，蜗杆蜗轮以及步进齿轮等等。 三)发展趋势 1.提高测量精度 2.提高测量效率 1.提高测量精度: 现代超精加工科学纳米级精度要求测量不确定度小于公差的1/10 这就需要有更加先进的测量仪器. 2.提高测量效率 (1)改进机械结构，采用轻型，热变形小的新型材料，如:空心薄 壁结构，铝陶瓷，人工合成材料。 (2)提高控制系统性能使测量机能较高速度运用，运动平稳，定位 准确，不产生振荡。 (3)采用动态采集，提高测量速度。 (4)研究测量机动态误差，对动态误差进行补偿，(如漂浮，刚 度，测头等)。 (5)提高软件的运行速度。 海克斯康global status7107 测量仪简介 一.海克斯康(青岛)有限公司介绍 海克斯康测量技术(青岛)有限公司(Brown & Sharpe前哨)是中国唯一的世界级数 控三坐标测量机专业制造厂商，是瑞典高科技制造业集团HEXAGON与中国航空工 业第二集团公司下属青岛前哨精密机械公司共同投资在中国组建的国际化合资公司。 二.global status 7107的结构特点 ,.高强度的结构 在主机部件材料选择上采用具有长期稳定性和对温度变 化不敏感的材质构成，例如在整体基座，移动平台和Y轴横梁 上采用构花岗岩结构支撑立柱采用铸铁材料。 由于坐标测量机具有很高的结构强度，因此测量系统即 使在加速/减速，或是环境存在某种振动的情况下仍能保持极 高的测量精度 ,.独立运行的坐标轴 由于坐标测量机的各个运动轴，在机械结构上彼此独立， 因此在整个测量过程中，三个坐标轴独立运动，使得系统在整 个测量空间内具有相同量精度性能。 ,.金属光栅系统 采用国际权威机构认证，具有确定热膨胀系数的金属光栅 系统，由于光栅系统具有与被测金属工件相近的热膨胀系数，确 保系统即使在比较大的测量范围内，仍然具有极高的测量精度。 同时测量系统具有非常小的系统分辨率，保证了测量数据具有稳 定的重复精度。 三.global status 7107附件的介绍 1.测头介绍 TP20 触发式测头: TP20属于动态触发式测头。由测头本体和可分离测头吸盘两部分组成. TP200高精度触发测头: TP200测头，包含有微力传感器，具备优异的测量重复性和精确的空间形状测量精度。 即使是在携带长探针的情况下。 TP200测头，具备超微触发技术，避免了传统测头常会出现的拖动情况。内 置ASIC电路，保证了上百万次的可靠操作。 2.测针介绍: 探针几个主要的术语: A:测针直径 B:总长 C:杆直径 D:有效工作长度 (EWL) 总长:指的是从探针后固定面到测尖中心的长度 有效工作长度 (EWL):指的是从测尖中心 到与一般测量特征发生障碍的探针点的距离. a.直探针 b.星型探针 这些探针组合在一起允许你使用星 型探针可用于检测多种不同的元素。使 用多探针测头可以有效降低检测时间。 减少在测量诸如边缘或凹槽等内部特征 时移动测头到极限点的需要。星型探针可用于检测多种不同的元素。 c.圆盘探针 这些探针用于测量钻孔的切口和凹槽，通常用星型测头是探测不到的孔( d.圆柱探针 用于探测薄壁材料的孔。 e.尖探针和陶瓷中空球状探针 选择探针的原则: 1.为保证一定的测量精度，探针长度尽可能短。 2.连接点最少:每次将探针与加长杆连接应尽可能减少连接的数目。 件检测思路 一.分析 对照工件,分析图纸,明确以下要求: 1.分析如何建立零件坐标系 CAD数摸情况下,要根据图纸,明确工件的设计基准,工艺基准,检测基准,根据三基准重合的原则,确定建立零件坐标系的方法和零件坐标系的位置. 在有CAD数摸情况下,可根据数摸上的零件坐标系,确定建立零件坐标系的方法和零件坐标系的位置. 2.分析要测量的特征元素 什么叫特征元素?点.直线.平面.圆柱.圆锥.球.圆槽等这些都称之为特征元素. 根据图纸或CAD数摸,确定需要检测的项目,应该测量哪些特征元素,以及测量这些元素时,大致的先后顺序. 3.分析零件的摆放位置和如何装夹 根据要测量的特征元素,确定工件合理的摆放方位,采用合 适的夹具,并保证尽可能一次装夹,完成所有元素的测量,避免两 次装夹. 4.分析采用何种测头组件和角度 工具的摆放方位及检测元素,选择合适的测头组件, 并确定需要的测头角度. 二.测头组件的定义及校验 在对工件进行检测之前,需对所有使用的测头组件进行定义及校验. 1.定义: PC-DMIS的测头功能中按照实际采用的测杆配置进行定义,并添加所用到的测头角度. 2.校验: 定义完之后用球对其进行校验, 得到正确的球径和测头角度.校验结果的 准确度,直接影响工件的检测结果. 三.手动测量特征元素 能够手动测量的特征元素类型有:点.直线.平面.圆.圆 柱.圆锥.球. 这些特征元素的最少测点数为: 直线:2点 平面:不在同一直线的三点 圆:不在同一直线的三点 圆柱;6个点分两层 圆锥:6点分两层 球:4点(三点一层;一点一层) 四.建立零件坐标系PCS PC-DMIS对于零件坐标系的建立主要提供两种方法: 1.3-2-1法:主要应用于零件坐标系位于工件本身,并在机器的 行程范围内能找坐标原点,适用于比较规则的工件 2.迭代法:主要应用于零件坐标系不在工件本身或无法直接通过基准元素建立坐标系的 工件上,适用于钣金件.汽车和飞机配件等类型工件. 五.自动测量 建立零件坐标系后,首先须将运行模式切换为DCC模 式(Direct Computer Control),然后使用PCDMIS中的自 动测量功能进行测量. 测头运动过程中需注意测头的运行轨 迹,即在适当的位置插入移动点确保测头处于安全位置. 六.构造 所要评价的特征元素测量完毕,为了评价的需要,需产生 一些工件本身不存在的特征元素,这种功能称之为构造.PC- DMIS提供了非常强大的构造功能:点.直线.面.圆.曲线.特征 组.高斯过滤等. 七.扫描 扫描主要应用于两方面: 1.对于未知零件----测绘. 2.对于以知零件----检测轮廓度. PC-DMIS提供了7种类型自动扫描: 开放路径扫描.闭合路径扫描.片区扫描.周边扫描.旋转扫 描.UV扫描. 八.评价形位公差 PC-DMIS提供了“尺寸”功能来实现形位公差的评价,可 接点击相位公差按钮,弹出相应的菜单进行评价,可评价:位置 尺寸.距离.夹角.直线度.平面度.圆度.圆柱度.圆锥度.球度.位 置度.平行度.垂直度.倾斜度.对称度.轮廓度等. 九.报告 由于PC-DMIS是图形窗口和编辑窗口共同存在,所以最终 产生的报告,分为数据报告.图形报告两部分,可分别对两窗口进行 编辑.打印.直接通过打印机输出,或存为电子文挡(*.PTF等格式) 十.程序的自动运行 若某种工件进行批量生产,可将程序进行标记,点击执行 键,程序即可自动执行. (需特别注意:测头的运行轨迹,插入移动点) 操作时注意事项 1.Slow键灯要亮,保证运行速度不要过快. 2.三坐标测量机自动采集时,注意速度不要 太快,并将手放在急停按上,一有运行轨迹 错误,马上按下急停按钮. 3.采点时操作幅度不要过大,保证低速运行 4.注意操作杆的旋转方向(Z轴运动方向),顺 时针为上,逆时针为下. 5.须自动采集元素时,注意要加移动点. 6.每次使用前应用酒精试擦导轨. 操 作 部 分 一)开机步骤 二)装验测头 三)建立零件坐标系 四)手动测量特征元素 五)形位公差评价 六)如何生成编辑数据报告和图形报告 七)自动测量特征素 八)构造特征元素 九)阵列 十)CAD图形的导入)导出 十一)对CAD图形的工件进行自动测量 十二)迭代法建立坐标系 十三)生成报告 十四)扫描 一.开机步骤 1.开气 使气压稳定在0.4,0.5MPa 2.开控制柜 测量机自检，这时控制器灯全亮， 当部分灯灭，自检结束。 3.加电 按控制器Math Start键 4.打开PC-DIMS软件 (双击桌面 图标) 5.工作台“回家” 每次开启控制柜，系统自检完毕，机器加电后，进入PC-DMIS， 软件会提示您“回家”，点击“确定”后，CMM三轴(,(,(,轴)会依 次回到机械的零点，这个过程称之为“回家” 二.校验测头 1.目的 2.测杆校验的步骤 3.查看结果 1.目的 在进行工件测量时，在程序中出现的数值是软件记录 测杆红宝石球心的位置，但实际是红宝石球表面接触工 件，这就需要对实际的接触点与软件记录的位置沿着测点 矢量方向进行测头半径.位置的补偿。通过校验，消除以 下三方面的误差: a.理论测针半径与实际测针半径之间的误差; b.理论测杆长度与实际测杆长度的误差; c.测头旋转角度之误差; 通过检验消除以上三个误差，得到正确的补偿植。因 此校验结果的准确 度，直接影响工作的检测结果。 2.测杆校验的步骤 (1).新建测量程序 输入图号 (2).定义测头文件 在文本框“测头文件”一栏中填入文件名 (3).定义测头系统 在“测头说明”下拉菜单中选当前测量机上所使用的测头系统。 测头系统分五大部分: a.测座(PROBE) b.转接器(CONTER) c.测头(PROBE) d.加长杆(EXTENT) e.测针(TIP) 注:1.配置测头文件时，必须已知实际测头组件的型号、规格逐级进行选择; 2.逐级进行选择时，要注意光标的位置。择哪个项目，将光标选中。 4).添加角度 工件测量过程中使用的每一个角度都是由A角B角构成的，绕机器 坐标系x轴旋转的角度为A角范围为0~105度;绕z轴旋转的叫定义为B 角，范围0 ~360度。B角角度的正负判定，根据右手法则:拇指指向z 轴正方向，顺四指旋转角度为正，反之为负角。 在“各个角的数据”文本框中键入测量时所需要的角度，例如A90B 90，点击“添加角”，此时右边的“新角列表”中就出现了A90B90，重 复刚才步骤，键入所有所需角度后点击“确定” (5).配置校验参数 点击“测头功能”对话框选中“激活测件列表”中即有的角度，如这个 角度前都带“*”号，这表示此角还未进行校验。我们要为它进行校验，配 置校验参数，需点击“测量”。 点击“测量”，PC-DMIS软件会提示您在标准球上的正上方采集一点， 按下控制器中的“,,,,”键，机器开始自动校验。 3.查看结果 当CMM自动校验结束后,测头功能列表中所有校验过的角度前 面的“*”号都去掉,你可以通过此法查看有无漏校角度.当点击“结果”按 钮后,所有角度的校验结果出现了. 你可以查看结果.若某角度校验结果超差,PC-DMIS会自动弹出提示框,显示超差的角 度,您需要重新检验.方法及步骤同上. 三.建立零件坐标系 1.目的 在未建立零件坐标系前，所采集的每一个特征元素的 坐标值都是在机器坐标系下。通过一系列计算，将机器坐 标系下的数值转化为相对于工件检测基准。 2.“3-2-1”法建立坐标系 (1)“3-2-1”法 主要应用于零件坐标系的原点在工件本身、机器的行 程范 围内能找到的工件，是一种通用的方法。又称之为 “面、线、点”法。 工作原理: “3”----不在同一直线上的三个点能确定一个平面，利 用此平面的法线矢量确定Z坐标轴方向。 “2”----两个点可确定一条直线，此直线可以围绕已确 定的第一个轴向进行旋转，已此确定x轴向。 “1”----一个点，用于确立坐标系某一轴向的原点。 (2).步骤 : a.采集特征元素 分别采取3点确定一个平面、2点确定一条直线和1点。 按下控制器中的“,,,,”键即采点完成。 b.新建坐标系 选择“插入”，“坐标系”，新建坐标系 在“坐标系功能”菜单中选中平面，点击“找正”。选中 线，点击“旋转”。先后选中平面、线、点，点击“原点”。 也可以选中面线)点，点击“自动建立坐标系” 3.验证坐标系 原点---将测头移动到工件坐 标系原点附近,查看PC-DMIS界面 右下角 “X.Y.Z”三轴坐标值, 若三轴坐标值近似为零,则证明原 点正确; 轴向---将其中两个坐标轴锁定, 只移动未锁定的坐标轴,查看坐标 值的变化,验证轴向是否正确. 四.手动测量特征元素 1.什么叫特征元素 点、直线、圆、圆柱、圆锥、球、圆槽等这些都称之为特征元素。不是所有的特征元 素都可手动测量的，手动测量的特征元素类型:点、直线、平面、圆、圆柱、圆锥、球。 这些特征元素的最少测点数为: 直线:2点 平面:不在同一直线的三点 圆:不在同一直线的三点 圆柱:6个点分两层 圆锥:6点分两层 球:4点(三点一层;一点一层) 2.如何测量一个平面 在工件上平面采三个测点。这三个测点尽量大范围的 分布在所测平面上。在采第三个测点后按“DONE”键。 3.如何测量一条线 要测量直线，首先有选择合适的工作平面。在工件的前端面 上采两个测点，测量是的顺序非常重要。第一点确定起始点，第 二点确定方向。在采完第二个测点后按“DONE”键。 4.如何测量一个圆 首先要选择合适的工作平面,将测头移动到一个圆的 中心.将测头降到孔中并测量该圆,在弧长近似相等的圆周 上采四个测点.在采完最后一个测点,按“DONE”键. 五.形位公差评价 1.如何评价圆的位置和直径值 步骤: (1).测量如图所示的圆,; (2).在PC-DMIS中选“插入---尺寸---位置”,选择所要 评价元素的标号“圆,”,在坐标系选项中选“X”.“Y”直径; (3).在“公差”中输入每一项的公差; (4).点击“创建”. 2.如何评价平面度 步骤: (1).在工件上测量一个平面1; (2).选择“插入---尺寸---平面度”,打开“平面度”对话框, 在元素列表中选择所要评价的元素标号---“平面1”; (3).在“公差”框中输入平面度的公差带0.01; (4).点击“创建”. 3.如何评价直线度 步骤: (1).在工件上测量一条直线1; (2).选择“插入---尺寸---直线度”,打开“直线度”对话框,在 元素列表中选择 所要评价的元素标号“直线1”; (3).在“公差”框中输入直线度的公差带0.01; (4).点击“创建” . 4.如何评价圆度 步骤: (1).在工件上测量一个圆1; (2).选择“插入---尺寸---圆度”,打开“圆度”对话框,在元素 列表中选择所要评价的元素标号“圆1”; (3).在“公差”框中输入直线度的公差带0.01; (4)点击“创建”. 5.如何评价如图所示圆,与圆,的距离 上图所示:要求评价圆,和圆,在平行于,轴方向的距离 步骤: (,)(选择当前的工作平面是“,正”; (,)(测量如图所示的圆,、圆,; (,)(在主菜单中选择“插入---尺寸---距离”，打开“距 离”对话框 (,)(在元素列表中选择“圆,”、“圆,”; (,)(在“距离类型”选“,维”，在“关系”中选按“,轴”，方 位选“平行于”; (,)(在公差框中输入正负公差“0.1”“-0.1”; (7).点击“创建”。 注意:2维距离是先把元素投影到当前工作平面上再计算元素之间的距离。 3维用于计算两个特征之间的三维距离。 6.如何评价如图所示直线,、直线,两线的夹角 步骤: (,)(选择当前的工作平面是“,正”; (,)(测量如图所示圆,、圆,、圆,,，构造两条直线:“直 线,”、“直线,”; (,)(在主菜单中选择“插入---尺寸---夹角”，打开“夹角” 对话框; (,)(在菜单的元素列表中选择“直线,”“直线,”; (,)(在“角类型”中选择“,维”; (,)(在关系中选“按特征”; (,)(在公差框里输入正负公差“0.0254” “-0.0254”; (,)(点击“创建”; 注意:在评价角度时，所选元素的顺序及矢量方向决定了计算的角度和正负 7.如何评价孔的位置度 评价圆,相对于圆,的位置度。 步骤: (,)(在主菜单中选择“插入---尺寸---位置度”，打开“位置 度”对话框; (,)(选择要评价的元素,,圆, (,)(选择基准元素,,圆,; (,)(在“坐标轴”项中选择,、,轴 (,)(在“实体条件”中选择“特征”“基准”的相应实体条件; (,)(在“公差”中输入每一项的正负公差; (,)(点击“创建”; 注意:,(在评价位置度时所用的元素一定要用自动方式测量，以 便于理论值的输入; ,(在选择基准时有两种情况，一种是采用唯一基准，例如 上面例子;另一种是采用符合,-2-1坐标系原则的基准组合; ,(如果使用了基准，在程序中显示的,、,、,实测值及 偏差值是相对于基准计算出来而又转化到当前坐标系的 坐标值; ,(如果想显示相对于基准的偏差值，可以把坐标系旋转、 平移到位置度的基准上。 8.如何评价垂直度 评价直线,相对于直线,的垂直度。 步骤: (,)(在主菜单中选择“插入---尺寸---垂直度”，打开“垂直度”对话框 (,)(选择要评价的元素,,直线,; (,)(选择基准元素,,直线,; (,)(输入公差:0.01; (,)(如果需要把被评价直线延长，则在“投影距离”框中输入延 长的长度; (,)(点击“创建”。 六.如何生成、编辑数据报告和图报告 1(如何生成检测的数据报告并存盘? 测量如图所示特征元素,并求出圆1圆2沿X方向的距离以及 圆3的位置及直径，制出数据报告并存盘。 ` 步骤:..(1)建立如图坐标系,然后测量圆1、圆2、圆3; (2)点击“编辑---参数选择---参数”，打开参数设置对话框 (3)选择如下图所示选项，设置完成后按“确定”关闭对话框; (4)分别在尺寸评价中评价圆1、圆2的距离和圆3的位置及直径; (5)点击“编辑---参数选择--- 编辑窗口局部”，打开编辑窗口布局设置对话框 (6)选择如下图所示选项，设置完成后按“确定”关闭对话框 (7)在工具栏中选“报告模式”，将编辑窗口切换到报告模式，你可以 看到如下图所示的检测报告 (8)在主菜单中选“文件---打印---编辑窗口设置”,可按下图设置, 设置完成后按“确定”。 9)选“文件---打印---编辑打印窗口”,你的报告就会存储到指定的 位置。(如果在以上设置中你选中了打印机,那么此时报告即被打 印出来) 2(如何制作有关以上评价尺寸的图形报告 步骤: (1)首先您要按照上面的做法生成相关的数据报告; (2)在主菜单中选择“插入---报告信息---尺寸信息”，打 开尺寸信息对话框; (3)在尺寸信息对话框中可作如图所示设置,设置完后,点击“创建”、“确定”; (4)此时，在图形显示窗口你可以看到所显示的图形报告。 七.自动测量特征元素 1.PC-DMIS软件的模式及条件 PC-DMIS对于特征元素的测量有两种模式:手动模式、DCC模 式(单击 键可切换到`DCC模式”即”自动模式”) 使用自动测量的前提条件: a.在建立完零件坐标系后，需将模式切换为“DCC” b.必须要有被测元素的理论值。 2.如何自动测量一个失量点, 例如:功能块上自动测量一个坐标值为x=25、y=50、z=0的矢量点 (注意:降低机器运行速度) a(在PCDMIS工具栏上点击“DCC”模式 b(点击菜单“插入,,特征,,自动,,矢量点”，打开自动测量 矢量点对话框，输入下图所示数据，特别要注意在“位置”、 “法线方向”中的值，激活“测量”选项框，点击“创建”， CMM将自动测量指定的矢量点，同时创建程序，测量结果将记录在程 序中。 3.如何自动测量圆 例如:在功能块上自动测量一个圆心坐标为x=25.4、y=76.2、z=0， 直径是25.4mm的圆 步骤:1.在PCDMIS工具栏上点击“DCC”模式 2.点击“插入--特征--自动--圆”，打开自动测量圆对话 框，如下图所示 在“位置中心”文本框中键入所要测量圆的理论圆心位置; 在“属性”选项中键入理论直径，及测量角度范围; 在“触测”选项框中键入“测点数”、“深度”等参数; 在“方位”选项中定义了“法线矢量”、“角矢量”( “法线矢量”是被测圆的矢量方向(打完圆后，测头抬起的地方)， 假设被测圆的工作平面为Z正，则法线矢量为“0、0、1”;给定了 正确的法线方向，圆的投影面就可以确定。 “角矢量”定义起始角的0度位置。测量有缺口的圆时，一般我们将 角矢量指向缺口 (注意:降低机器运行速度)激活“测量”按钮，点击“创, 建”， CMM将自动测量指定的圆，同时在编辑窗口中创建 此圆的程序。 4.如何自动测量圆柱 例如:在功能块上自动测量一个坐标值为x=171.45、y=50.8、z=0直 径是50.8的圆柱 步骤: (1)在PCDMIS工具栏上点击“DCC”模式 (2)点击“插入—特征—自动—柱体”，打开自动测量柱体对 话框，输入下图所示。与测量圆比较，柱体的测量参数只 比圆多了两个----高度、行数。 “高度”决定了测量柱体时，起始层的位置; “行数”决定了此柱体共测几层; “深度”决定了测量柱体时，终止层的位置。 其他参数如测量圆 激活“测量”，点击“创建”。(注意:降低机器运行速度)CMM 将自动测量指定的圆柱，同时在编辑菜单中创建测圆柱的程序。 八(构造特征元素 1.如何构造两个圆的中分点 步骤:(,).在功能块上测量如下所示的两个圆——“圆1”、 “圆2”; (,)(选“插入---特征---构造---点”，打开构造点模式 对话框; (,).在构造中选择“中点”; (,).在元素列表中选择“圆,”“圆,” (5).点击“创建”。 注意:构造中点功能用于构造两个任意元素质心点 之间的中分点。 2.如何构造两条直线的相交点 步骤: (1).选“插入---特征---构造---点”，打开构造点模式对话框 (,).在构造方法中选择“相交”; (,).在元素列表中选择“直线,” “支线,”; (,).点击“创建”。 注意:构造交点功能用于构造两个线性元素 之间的相交点。 3.如何构造一个点在直线上的垂点 步骤:(,).选“---特征---构造---点”，打开构造点模式对话框; (,)(在构造方法中选择“垂射”; (,)(在元素列表中选择“点,”; (,)(在元素列表总选择“直线,” (,)(点击“创建”。 注意:构造“垂射点”功能用于构造第一个元素的质心点到第二个线 性元素的垂点。 构造点小结 在PC-DIMS中有多种方法用于构造各种有用的点每种方 法对于所利用的元素的类型及数目均有不同的要求，具体要求 及各种方法的含义如下表: 构造特征“编辑窗口”输入特征数 特征1 特征2 特征3 注释 类型 符号 1 - - 套用 套用 任意 在输入特征的质心构 造点 3 隅角 隅角 平面 平面 平面 在三个平面的交叉处 构造点 2 - 垂点 垂点 任意 锥体、柱第一个特征垂射到第 体、直线、二个直线特征上 槽 构造特征“编辑窗口”输入特征数 特征1 特征2 特征3 注释 类型 符号 1 - - 套用 套用 任意 在输入特征的质心构 造点 3 隅角 隅角 平面 平面 平面 在三个平面的交叉处 构造点 2 - 垂点 垂点 任意 锥体、柱第一个特征垂射到第 体、直线、二个直线特征上 槽 构造特征“编辑窗口”输入特征数 特征1 特征2 特征3 注释 类型 符号 1 - - 套用 套用 任意 在输入特征的质心构 造点 3 隅角 隅角 平面 平面 平面 在三个平面的交叉处 构造点 2 - 垂点 垂点 任意 锥体、柱第一个特征垂射到第 体、直线、二个直线特征上 槽 注意:如果选择的特征类型有误，PC-DIMS将在状态栏上显示“无法构造,特征,”。不支持 输入特征组合 4.如何构造直线 a(如何构造两个圆心的连线, 构造一条过圆,和圆,圆心的连线 步骤: (,)(用前面讲过的方法测圆,和圆,; (,)(点击“插入---特征---构造---线”，打开“构造直线 模式”对话框; (3).在元素列表中选择“圆,” “圆,” (4).在构造方法中选择“,,直线” “最佳拟合”; (5).点击“创建”。 b(如何创造一条平行线, 如图所示，构造一条过圆,圆心、并且平行于圆,圆,两个圆心 连线直线。 步骤: (,)(前面讲过的方法测量圆,和圆,; (,)(用最佳拟合的方法构造直线,; (,)(测量圆,; (,)(点击“插入---特征---构造---线” ，打开“构造直线模式” 对话框. (5).在元素列表中选择“直线,” “圆,”; ( 6).在构造方法中选择”平行”; (7).点”创建”。 注意:此种方法应注意在选择元素时的 顺序，用这种方法构造出的是一 条通过第二个元素质心且垂直于 第一个元素的直线。 构造直线小结 构造特征类型 “编辑”窗输入特特征1 特征2 注释 口中的符征数 号 0 - - 坐标系直线 坐标系 构造通过坐标系原点的直线 - - 最佳拟合直线 最佳拟合 至少2 使用输入来构造最佳拟合直线 - - 最佳拟合重新最新拟合至少2 使用输入来构造最佳拟合直线 补偿直线 重新补偿 1 - 套用直线 套用 任意 在输入特征的质心构造直线 2 相交直线 相交 平面 平面 在两个平面相交处构造直线 2 中线 中间 直线、锥体、直线、锥在输入特征之间构造中线 柱体、槽 体、柱体、 槽 偏置直线 偏置 至少2 任意 任意 构造一条相对于输入元素具有制定偏 移量 2 平行直线 平行于 任意 任意 构造平行于第一个特征，且通过第二 个特征的直线 2 垂直直线 垂直于 任意 任意 构造垂直于第一个特征，且通过第二 个特征的直线 射影直线 射影 1或2 任意 平面使用一个输入特征将直线射影到 䦋??㧀 工作平面上 좈?琰茞?㵂 Ü 1 - 翻转直线 翻转 直线 利用翻转矢量构造通过输入特征的直 线 1 - 扫描段直线 扫描段 扫描 由开放路径或闭合路径扫描的一部分 构造直线 5.如何构造平面 a.如何构造一个垂直平面, 构造一个垂直于如图所示直线1并且经过圆2圆心的平面 步骤: (1).选”插入---特征---已构造---平面”，打开“构造平面模式”对话框; (2).在构造方法中选择”垂直”; (3).在元素列表中选择”直线1””圆3”; (4).点击”创建” 构造平面小结 构造特征“编辑”窗输入特征特征1 特征2 特征3 注释 类型 口中的符数 号 0 - - - 坐标系平坐标系 在坐标系原点处构造平面 面 - - - 最佳拟合最佳拟合 至少3 利用输入特征构造最佳拟合平面 平面 - - - 最佳拟合最佳拟合至少3 利用输入特征构造最佳拟合平面 重新补偿重新补偿 平面 1 - - 套用平面 套用 任意 在输入特征的质心构造平面 最高点平最高点 1个特征组如果输入利用最高 䦋??㧀 䦋??㧀좈?琰茞?㵂Ü 面 或一个扫特征组，则的可用点좈?琰茞?描 使用任意来构造平 㵂Ü 特征;如果面 输入为扫 描，则使用 片区扫描 2 - 中平面 中间 任意 任意 在输入质心之间构造中平面 偏置平面 偏置 至少3 任意 任意 任意 构造偏置于每个输入特征的平面 2 - 平行平面 平行于2 任意 任意 构造平行于第一个特征，且通过第二 个特征平面 2 - 垂直平面 垂直于2 任意 任意 构造垂直于第一个特征，且通过第二 个特征平面 1 - - 翻转平面 翻转1 平面 利用翻转矢量构造通过输入特征的平 面 6.如何构造圆 a.如何构造一个同心圆, b.如何构造在圆锥指定高度处的截面圆, a.如何构造一个同心圆, 如图所示构造一个过4个小圆的圆心的圆，以便于求与中间圆的 同心度。 步骤: 1.测量圆4、圆5、圆6、圆7; 2.选“插入---特征---已构造---圆”，打开“构造圆模式” 对话框; ,(在构造方法中选择“最佳拟合”; ,(在元素列表中选择“圆,” “圆,” “圆,” “圆,”; ,(点击“创建” b.如何构造在圆锥指定高度处的截面圆, 求圆锥,在,,,,mm处的直径。 步骤: ,(确认当前工作平面是“,正”; ,(选“插入---特征---已构造---圆”，打开“构造圆模式 对话框 ,(在构造方法中选择“锥体”，出现两个参数项; ,(在类型中选择“高度” ,(在“值”中输入60; ,(在元素列表中选择“锥,”; ,(点击“创建”。 即可得到圆锥,在,,60mm处的直径。 注意:在使用高度构造时应注意当前工作 平面。 构造圆小结 构造特征类“编辑”窗口输入特征数 特征, 特征, 注释 型 中的符号 最佳拟合圆 最佳拟合 至少, , , 利用给定输入特征构造最佳拟合 圆 最佳拟合重最佳拟合重至少, , , 利用给定输入特征构造最佳拟合新补偿圆 新补偿 圆 套用圆 套用 , 任意 , 在输入特征的质心构造圆 锥体圆 锥体 , 锥体 , 按锥体的指定直径或高度处构造 圆 相交圆 ，,,,, , 圆、锥体、平面、锥在圆弧特征与平面、锥体或柱体 柱体、球体 体、柱体 相交处构造圆 射影圆 射影 ,或, 任意 平面 输入特征将圆射影到工作平面上 翻转圆 翻转 , 圆 , 利用翻转矢量构造圆 扫描段圆 扫描段 , 扫描 , 由开放路径或闭合路径扫描的一 部分构造圆弧 九.阵列 以下图为例，应用patterns功能生成小孔的测量程序. 1.测量中心圆孔; 2.将坐标系建立在圆心; 3.用自动测量的方法测量圆2; 4.标记“圆2程序语句”程序块; 5.按鼠标右键选择“复制 6.通过“编辑”主菜单打开“阵列”对话框; 7.设定参数; 8.将光标放在圆2的程序块后; 9.点击“编辑”主菜单中的“阵列粘帖”命 令. 即 可在编辑窗口中生成圆3.圆4.圆5. 圆6. 的测量程序语句. 10.将圆3~圆6标记后点击“执行”命令图标,即 可 自动测量着4个小圆. 十.对CAD图形的工件进行自动测量 1.导入CAD模型,并对其作具体操作 (1)如何导入CAD模型的数据文件 PCDMIS对于CAD模型的数据文件提 供了多种数据类型:igs.dxf/xwg.step.UG 转 换器.Pro-e转换器.CAD等.本例采用CAD格式 a. 选“文件---导入”,打开导入数据对话框; 首先,在“数据类型”选项中选择您所要导入CAD模型的数据类型; 其次,选择文件所在的文件夹和文件名 最后,点击“确定”,此窗口自动关闭. b.在所后出现的对话框中,选“处理”,点击“确定” c. CAD数据已经导入你的程序只能感，你可以到图形窗口中看到导入的CAD模型. (2) 对CAD模型进行处理,并进行平移.旋转等操作 注意:CAD模型导入后,需对其进行实体化. 步骤: a.打开“编辑---图形显示窗口---视图设置”,或 在工具栏中选“视图设置”按钮,打开视图设置 对话框. b.选中CAD模型的所有层,击活??实色??,点击??应用??确定?? c. 如图CAD模型被实体化了 d.在工具栏中选“平移模式” 此时你可以按住鼠标有右 键拖动图形窗口中的CAD模型. e.在工具栏中选“ 2D旋转模式” ,此时你可以按住鼠标右 键2维转动图形框中的CAD模型. f.在工具栏中选“ 3D旋转模式” ,此时你可以按住鼠标右 键3维转动图形框中的CAD模型. 2. 对有CAD模型的工件运用“ 3-2-1”法建立零件坐标系 对于有CAD模型的工件,要求建立的工件坐标系必须与CAD的坐 标系相同.运用“3-2-1”法建立零件坐标系时手动采集特征元素,并按照建 立规则进行相应的选择后,在最终点击“确定”按钮之前,需先点击“ CAD =工件”,然后点击“确定”.这样,CAD模型的坐标系就与零件的坐标系相同了. 3.对有CAD模型的工件进行自动测量 (1).自动测量矢量点 步骤: a.导入CAD模型的CAD数据; b.建立零件坐标系后,将软件模式切换为DCC模式 c.点击菜单“插入---特征---自动---矢量点”打开自动测 量矢量点对话框; d.在工具栏选“曲面模式” e.用鼠标在CAD模型的表面所要采集点的位置上点击一下,模型会出现一个蓝色箭头,表示该点的矢量方向,同时该点的数据立即更新了自动特征对话框中的相关参数. f.激活“移动”. “测量”,并设置“移动距离”,点击“创建”,这时测量机会 自动测量这个点,并生成相关的程序. (2).自动测量圆 步骤: a.导入CAD模型的CAD数据; b.建立零件坐标系后,将软件模式切换为DCC模式 c.点击菜单“插入---特征---自动---圆”,打开自 动测量圆对话框; d.在工具栏选“曲面模式” e.用鼠标在CAD模型的圆的表面取三点,每取一点 会在点击处出现红色的点,取完三点后会在圆的 中心出现两个箭头,同时该圆的数据立即更新了 自动特征对话框中的相关参数 f.击活“移动”. “测量”,并设置“移动距离”,点击“创建”,这时测量 机会自动测量这个圆,并生成相关测量程序. (3).自动测量圆柱 步骤: a.导入CAD模型的CAD数据; b.建立零件坐标系后,将软件模式切换为DCC模式 c.点击菜单“插入---特征---自动---柱体”,打开 自动测量柱体对话框; d.在工具栏选“曲面模式” e.用鼠标在CAD上一个圆柱的圆周附近点击,每点 击一下会在点击处出现红色的点,点击3点后,会 在圆柱的中心出现两个箭头,同时该圆柱的数据 立即更新了自动特征对话框中的相关参数 f.设置好参数后,击活“测量”.移动“距离”,点击“创建”,测量机自动 采点, 同时创建此圆柱的程序. 十一.迭代法建立坐标系 1.应用 2.工作原理 3.方法及步骤 4.建立坐标系 1.应用 迭代法是将测定元素从三维上“最佳拟合”到理论元素 的过程.迭代法建立零件坐标系主要应用于零件坐标系的原 点不在工件本身,或无法找到相应的基准元素(如面.孔.线等) 来确定轴向或原点,多为曲面类零件(汽车.飞机的配件,这类 零件的坐标系多在车身或机身上). 2.工作原理 找正---第一组特征将使平面似合特征的质心,以建立当前 工作平面法线轴的方位.此部分必须至少使用三个 特征. 旋转---下一组特征将是直线拟合特征,从而将工作平面的 定义轴旋转到特征上.此部分必须至少使用两个特 征. 原点---最后一组特征用于将零件原点平移到指定位置. 3.方法及步骤 迭代法建立零件坐标系通常使用三种方法:六个矢量点.三个 点两个圆.三个圆(球.槽).下面我们介绍用六个矢量点建立坐标系. 步骤: 1.新建零件程序 2.配置测头系统; 3.导入CAD模型,并进行相关图形处理与操作; 4.确认程序开头为“手动”模式; 5.选择“自动特征”,打开自动测量矢量点对话框; 6.确定当前模式为“曲面模式”; 7.在工件上先后采6点 注意: 第1.2.3点矢量方向大致相同; 第4.5点矢量方向与第1.2.3点矢量方向大致成90度; 第6点矢量方向大致与第1.2.3.4.5点成90度. 4.建立坐标系 a.将光标移动到程序末尾,打开“插入---坐标系---新建”界面,点击“迭代法”; b.在左下角的特征列表中选择相应的特征元素,“点1”.“点、 2”.“点3”,点击“选择”按钮,这样,零件坐标系的一个轴向就 确定了,同时“找正”选项前面的选择点自动调到“旋转”; c.再选择“点4”.“点5”,点击功能按钮“选择”; d.最后,选择特征元素“点6”.“原点”.“选择”; e.“全部测量至少一次”前打勾; f.点击“确定”按钮,PC-DMIS将提示; g.点击“是”按钮,PCDMIS将提示; h.确认是否在安全位置,然后,点击“确定”,PCDMIS将自动在 工件第一点的位置自动测量;测量完毕,PCDMIS将给出测量 第二点的提示信息,再自动测量第二点,第三点„直到测量 完毕,如果某点未在点目标半径范围之内,PCDMIS将再次进 行迭代,直至所有点都在目标半径之内,迭代结束,此时,迭 代窗口自动关闭,只出现新建坐标系功能对话框菜单,点击 坐标系功能对话框上的“确定”按钮,完成迭代法建坐标系 过程 十二.扫描 PCDMIS对于DCC扫描主要应用于以下两种情况: 1.对于未知零件数据.无图纸.无CAD模型,应用于测绘; 2.对于已知零件数据:有工件.有图纸.有CAD模型,用于检测轮廓 度. 1.如何进行开放路径扫描 a.确认内当前模式为:DCC模式 b.打开“扫描对话框” c.将光标放“边界点”1位置,手动方式在工件上测量三点 此三点分别为:起始点.方向点.终止点,或者在CAD模型上 用鼠标选取三点; d.设定“最大增量”,如设为2,即测点间距最大为2mm1个点; e.设定“起始矢量”,PCDMIS会根据拥护测量的点或选取的 点,自动生成矢量,如果矢量不合适,用户可以根据各参数 的含义进行适当修改; f.设定“标称值”为“查找标称值”; g.设定“执行”为“常规”; h.选取“自动移动”设定自动移动的距离为:10mm; i.点击“创建”,PCDMIS开始进行自动扫描. 2.如何进行闭合路径扫描 a.确认内当前模式为:DCC模式 b.打开“扫描对话框”,闭合路径 c.将光标放在“边界点”1位置,手动方式在功能块上测量两 点,此两点分别为:起始点(同时为终止点).方向点或者在功 能块上,用鼠标选取两点,如在圆周上进行扫描. d.设定“边界”,边界类型设为:球体.“边界交叉数”为2.半 径“设为4(一般大于等于测针直径). e.其他参数设定 3.如何进行片区扫描 a.确认内当前模式为:DCC模式 b.如果导入CAD,确认当前模式为:曲面模式. c.打开“扫描对话框”,片区. d.将光标放在“边界点”1位置,手动方式在功能块上测量一系列 点,这些点形成一个多边型区域,分别为起始点.方向点及边界点 或者在功能块上,用鼠标选取这些点. e.设定“最大增量”,如设为2,即测点间距最大为2mm1个点; f.设定“起始矢量”,PCDMIS会根据拥护测量的点或选取的点,自 动生成矢量,如果矢量不合适,用户可以根据各参数的含义进行 适当修改; g.导入CAD后,设定“标称值”为“查找标称值”. h.设定“执行”为“常规”; i.选取“自动移动”设定自动移动的距离为:10mm; j.点击“创建”,PCDMIS开始进行自动扫描. 对测量的影响因素及日常保养 一.压缩空气对测量机的影响 1.压力对测量机的影响 在正常工作压力的前提下,气浮块的浮起间隙约6~10μm， 空气压力的波动会使气浮块的气浮间隙变化,影响测量重复性。 Z轴采用气动平衡的测量机在气压严重不足的情况下会造 成Z轴失衡下落的情况,非常危险。所以应尽量保证测量机工作 压力的稳定。a.另有储气罐,使空压机工作寿命长,压力稳定。 b.空压机的启动压力一定要大于工作压力。 c .开机时 ,先打开 空压机,然后再接通电源。 2.油和水对测量机的影响 使导轨直线度改变,损坏测量机并使气管老化,管道中的水 会腐蚀气浮块和平衡气缸,为此争取在水和油进入测量机之前 过滤掉。 3.对气路的维护和保养 由于压缩空气对测量机的正常工作起者非常重要的作用，所以对气路的维修和保养非常重要。其中有以下主要项目: a.每天使用测量机前检查管道和过滤器，放出过滤器内及空压机或储气罐的 水和油。 4.对测量机导轨的保护 二.温度对测量的影响 测量机是计量检测仪器,它正常工作温度应该是20??2?。测量机 的长度基准—光栅是按照20?修正的,测量机也是在这个温度下装配调试 的,当温度偏离太大时会对测量精度造成很大影响。 1.温度是影响测量机精度的最大因素 2.空调的风向对测量机温度的影响 3.空调的开关时间对机房温度的影响 4.机房结构对机房温度的影响 三.湿度对测量机的影响 1.湿度过大严重影响测量机的寿命 2.改变管理方式防止“假期综合证” 四.影响测量机精度的因素 1.机房温度的稳定 2.补偿文件的正确性 3.测头校正的正确性,准确性 4.测量机的工作状态 5.被测零件的形状误差及基准的正确选择 五.如何掌握测量机的精度情况 1.使用标准器检查机器精度 2.使用典型零件检查机器精度 六.旋转测座的校正及使用 1.测座找正 A)在测座0,0角度时用测杆找一个参照点 B)锁定横向移动轴,使之在使用操作杆时不能运动 C)将测座转到90,0角度 D)用操作杆控制机器运动另外两个轴,用测杆找参照点,若左右位置与参照点 有偏差,则松开测座固定螺钉,调整测座使测杆对正参照点 E)固定测座 2.正确输入测杆长度的重要性 3.影响旋转测座精度的因素 七.Z轴平衡的调整 测量机的Z轴平衡分为重锤和气动平衡,主要用来平衡Z 轴的重量,使Z轴的驱动平稳。 1.将测座角度转到90,0,避免操作过程中碰测头。 2.按下??紧急停??开关。 3.一个人用双手托住Z轴,向上推,向下拉,感觉平衡的效果。 4.另一个人调整量小一点,两人配合将Z轴平衡调整到向上和向下的感觉一 致即可。 八.行程中开关的保护及调整 行程终开关是用于机器行程终保护和HOME时使用。行程终开关一 般使用接触式开关或光电式开关。开关式最容易在用手推动轴运动时改变 位置,造成接触不良,可以适当调整开关位置保证接触良好。光电式开关要注 意检查插片位置正常,经常清除灰尘,保证其工作正常。 九.测头回退失败的问题 出现此问题一般为电缆接触不良或测头损坏,测头电缆的接插部位尤其是活动的接插部 位容易出现接触不良的情况。 触式测头例如TP2、MIP、TP20,其工作寿命大约在触发一百万次。当受到非正常碰撞 后,内部结构受伤影响使用寿命,应尽量避免碰撞。 P200测头精度非常高,但是也非常娇气,稍大一点震动就会造成损坏。在拆装测头时要非 常小心,使用长加长杆时,最好选择大测力吸盘。