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三坐標測量機的幾種常用掃描方法
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時(shí)間：2013-08-09
來(lái)源：網(wǎng)絡(luò )
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三坐標測量機(CMM)的測量方式通?？煞譃榻佑|式測量、非接觸式測量和接觸與非接觸并用式測量。其中，接觸測量方式常用于機加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數據，或為逆向工程提供工件原始信息，經(jīng)常需要用三坐標測量機對被測工件表面進(jìn)行數據點(diǎn)掃描。本文以美國B(niǎo)rown Sharpe公司Microxcel Pfx454型三坐標測量機為例，介紹三坐標測量機的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標測量機的掃描操作是應用PCDMIS程序在被測物體表面的特定區域內進(jìn)行數據點(diǎn)采集，該區域可以是一條線(xiàn)、一個(gè)面片、零件的一個(gè)截面、零件的曲線(xiàn)或距邊緣一定距離的周線(xiàn)等。掃描類(lèi)型與測量模式、測頭類(lèi)型以及是否有CAD文件等有關(guān)，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態(tài)按鈕(手動(dòng)/DCC)決定。若采用DCC方式測量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開(kāi)線(xiàn)”(Open Linear)、“閉線(xiàn)”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線(xiàn)”(Perimeter)掃描；若采用DCC方式測量，而只有線(xiàn)框型CAD文件，則可選用“開(kāi)線(xiàn)”(Open Linear)、“閉線(xiàn)”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式；若采用手動(dòng)測量模式，則只能使用基本的“手動(dòng)觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式；若采用手動(dòng)測量方式并使用剛性測頭，則可用選項為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時(shí)間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。
下面詳細介紹在DCC狀態(tài)下，進(jìn)入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項后可供選擇的五種掃描方式。
1.開(kāi)線(xiàn)掃描(Open Linear Scan)
開(kāi)線(xiàn)掃描是最基本的掃描方式。測頭從起始點(diǎn)開(kāi)始，沿一定方向并按預定步長(cháng)進(jìn)行掃描，直至終止點(diǎn)。開(kāi)線(xiàn)掃描可分為有、無(wú)CAD模型兩種情況。
(1)無(wú)CAD模型
如被測工件無(wú)CAD模型，首先輸入邊界點(diǎn)(Boundary Points)的名義值。打開(kāi)對話(huà)框中的“邊界點(diǎn)”選項后，先點(diǎn)擊“1”，輸入掃描起始點(diǎn)數據；然后雙擊“D”，輸入方向點(diǎn)(表示掃描方向的坐標點(diǎn))的新的X、Y、Z坐標值；最后雙擊“2”，輸入掃描終點(diǎn)數據。
第二項輸入步長(cháng)。在“掃描”對話(huà)框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“最大”(Max Inc)欄中輸入一個(gè)新步長(cháng)值。
最后檢查設定的方向矢量是否正確，該矢量定義了掃描開(kāi)始后第一測量點(diǎn)表面的法矢、截面以及掃描結束前最后一點(diǎn)的表面法矢。當所有數據輸入完成后點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。
(2)有CAD模型
如被測工件有CAD模型，開(kāi)始掃描時(shí)用鼠標左鍵點(diǎn)擊CAD模型的相應表面，PC DMIS程序將在CAD模型上生成一點(diǎn)并加標志“1”表示為掃描起始點(diǎn)；然后點(diǎn)擊下一點(diǎn)定義掃描方向；最后點(diǎn)擊終點(diǎn)(或邊界點(diǎn))并標志為“2”。在“1”和“2”之間連線(xiàn)。對于每一所選點(diǎn)，PC DMIS已在對話(huà)框中輸入相應坐標值及矢量。確定步長(cháng)及其它選項(如安全平面、單點(diǎn)等)后，點(diǎn)擊“測量”，然后點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。
2.閉線(xiàn)掃描(Closed Linear Scan)
閉線(xiàn)掃描方式允許掃描內表面或外表面，它只需“起點(diǎn)”和“方向點(diǎn)”兩個(gè)值(PC DMIS程序將起點(diǎn)也作為終點(diǎn))。
(1)數據輸入操作
雙擊邊界點(diǎn)“1”，在編輯對話(huà)框中輸入位置；雙擊方向點(diǎn)“D”，輸入坐標值；選擇掃描類(lèi)型(“線(xiàn)性”或“變量”)，輸入步長(cháng)，定義觸測類(lèi)型(“矢量”、“表面”或“邊緣”)；雙擊“初始矢量”，輸入第“1”點(diǎn)的矢量，檢查截面矢量；鍵入其它選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。
也可使用坐標測量機操作盤(pán)觸測被測工件表面的第一測點(diǎn)，然后觸測方向點(diǎn)，PC DMIS程序將把測量值自動(dòng)放入對話(huà)框，并自動(dòng)計算初始矢量。選擇掃描控制方式、測點(diǎn)類(lèi)型及其它選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。
(2)有CAD模型的閉線(xiàn)掃描
如被測工件有CAD模型，測量前確認“閉線(xiàn)掃描”；首先點(diǎn)擊表面起始點(diǎn)，在CAD模型上生成符號“1”(點(diǎn)擊時(shí)表面和邊界點(diǎn)被加亮，以便選擇正確的表面)；然后點(diǎn)擊掃描方向點(diǎn)；PC DMIS將在對話(huà)框中給出所選位置點(diǎn)相應的坐標及矢量；選擇掃描控制方式、步長(cháng)及其它選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。
3.面片掃描(Patch Scan)
面片掃描方式允許掃描一個(gè)區域而不再是掃描線(xiàn)。應用該掃描方式至少需要四個(gè)邊界點(diǎn)信息，即開(kāi)始點(diǎn)、方向點(diǎn)、掃描長(cháng)度和掃描寬度。PCDMIS可根據基本(或缺省)信息給出的邊界點(diǎn)1、2、3確定三角形面片，掃描方向則由D的坐標值決定；若增加了第四或第五個(gè)邊界點(diǎn)，則面片可以為四方形或五邊形。
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