詳解三坐標測量機

　　三坐標測量?jì)x三軸均有氣源制動(dòng)開(kāi)關(guān)及微動(dòng)裝置，可實(shí)現單軸的精密傳動(dòng),數據采集系統采用高性能手動(dòng)三坐標專(zhuān)用系統，可靠性好。應用于產(chǎn)品設計、模具裝備、齒輪測量、葉片測量機械制造、工裝夾具、汽摩配件、電子電器。

　　三坐標測量?jì)x - 基本構成

　　全封閉框架移動(dòng)橋式測量機是一種精度高、測量速度快、性能穩定的測量系統。具有兼容多測頭系統功能：光學(xué)CCD影像測頭、激光測頭，具備極佳的性?xún)r(jià)比;能夠滿(mǎn)足車(chē)間檢測需要，廣泛應用于各種零件、工裝夾具尺寸檢測及模具制造中的尺寸測量和復雜形面的快速掃描檢測。

　　性能特點(diǎn)

　　1、 X向橫梁：采用精密斜梁技術(shù)

　　2、Y向導軌：采用獨特的直接加工在工作臺上的整體下燕尾槽定位結構

　　3導軌方式：采用自潔式預載荷高精度空氣軸承組成的四面環(huán)抱式靜壓氣浮導軌

　　4、驅動(dòng)系統：采用本產(chǎn)高性能DC直流伺服電機、柔性同步齒形帶傳動(dòng)裝置，各軸均有限位和電子控制，傳動(dòng)更快捷、運動(dòng)性能更佳

　　5、Z向主軸：可調節的氣動(dòng)平衡裝置，提高了Z軸的定位精度

　　6控制系統：采用進(jìn)口的雙計算機三座標專(zhuān)用控制系統

　　7、機器系統：采用計算機輔助3D誤差修正技術(shù)(CAA)，保證系統的長(cháng)期的穩定性和高精度。

　　8、測量軟件：采用功能強大的3D-DMIS測量軟件包，具有完善的測量功能和聯(lián)機功能。

三坐標測量?jì)x - 功能原理

　　簡(jiǎn)單地說(shuō),三坐標測量機就是在三個(gè)相互垂直的方向上有導向機構、測長(cháng)元件、數顯裝置，有一個(gè)能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有)，測頭可以以手動(dòng)或機動(dòng)方式輕快地移動(dòng)到被測點(diǎn)上，由讀數設備和數顯裝置把被測點(diǎn)的坐標值顯示出來(lái)的一種測量設備。顯然這是最簡(jiǎn)單、最原始的測量機。有了這種測量機后，在測量容積里任意一點(diǎn)的坐標值都可通過(guò)讀數裝置和數顯裝置顯示出來(lái)。

　　測量機的采點(diǎn)發(fā)訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個(gè)軸的方向裝有光柵尺和讀數頭。其測量過(guò)程就是當測頭接觸工件并發(fā)出采點(diǎn)信號時(shí)，由控制系統去采集當前機床三軸坐標相對于機床原點(diǎn)的坐標值，再由計算機系統對數據進(jìn)行處理。

三坐標測量?jì)x - 主要特征

　　橫梁與Z軸采用表面陽(yáng)極化航空鋁合金，溫度一致性極佳;并降低了運動(dòng)部件的質(zhì)量，減少測量機在高速運行時(shí)的慣性

　　三軸導軌均采用高精度自潔式空氣軸承，運動(dòng)更平穩，導軌永不受磨損

　　三軸均采用高精度歐洲進(jìn)口光柵尺，系統分辨率可達0.078um;同時(shí)采用一端固定，一端自由伸縮的方式安裝，減少了光柵尺的變形

　　Y軸采用整體燕尾式導軌，在降低機器重量的同時(shí)，有效消除了運動(dòng)扭擺，保證了測量精度和穩定性

　　各運動(dòng)軸均采用直流伺服驅動(dòng)，確保運動(dòng)的平穩和準確

　　X向采用精密三角梁專(zhuān)利技術(shù)，相比矩形梁和橫梁，重心更低，質(zhì)量剛性比最佳，運動(dòng)更加可靠

　　軟件為業(yè)界標桿的PC-DMIS BASIC (/PC-DMIS PREMIUM)，功能強大，易學(xué)高效

　　采用?？怂箍禐镃roma專(zhuān)業(yè)打造的IDC-Ⅰ控制系統，提高了機器的動(dòng)態(tài)性能和測量精度

　　三坐標測量?jì)x - 常用掃描方法

　　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?？怂箍岛推渲袊A南制造公司思瑞三坐標的FOUNCTION-PRO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草作步驟。

　　三坐標測量機的掃描草作是應用PC DMIS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)數據輸入草作

　　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草作盤(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”。