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功能原理
簡單地說,三坐標(biāo)測量機(jī)就是在三個相互垂直的方向上有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測長元件、數(shù)顯裝置,有一個能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有),測頭可以以手動或機(jī)動方式輕快地移動到被測點(diǎn)上,由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測點(diǎn)的坐標(biāo)值顯示出來的一種測量設(shè)備。顯然這是簡單、原始的測量機(jī)。有了這種測量機(jī)后,在測量容積里任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測量機(jī)的采點(diǎn)發(fā)訊裝置是測頭,在沿X,Y,Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當(dāng)測頭接觸工件并發(fā)出采點(diǎn)信號時,由控制系統(tǒng)去采集當(dāng)前機(jī)床三軸坐標(biāo)相對于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值,再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

儀器簡介
三坐標(biāo)測量儀是指在一個六面體的空間范圍內(nèi),能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器,又稱為三坐標(biāo)測量機(jī)或三坐標(biāo)量床。三坐標(biāo)測量儀又可定義“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遞訊號,三個軸的位移測量系統(tǒng)(如光柵尺)經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工件的各點(diǎn)(x,y,z)及各項(xiàng)功能測量的儀器”。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等 [1] 。
機(jī)型介紹
結(jié)構(gòu)型式:三軸花崗巖、四面全環(huán)抱的德式活動橋式結(jié)構(gòu)
傳動方式:直流伺服系統(tǒng) + 預(yù)載荷高精度空氣軸承
長度測量系統(tǒng):RENISHAW開放式光柵尺,分辨率為0.1μm
測頭系統(tǒng):雷尼紹控制器、雷尼紹測頭、雷尼紹測針
機(jī) 臺:高精度(00級)花崗巖平臺
使用環(huán)境:溫度(20±2)℃,濕度40%-70% ,溫度梯度1℃/m,溫度變化 1℃/h
空氣壓力:0.4 MPa - 0.6 Mpa
空氣流量:25 L/min
長度精度MPEe: ≤2.1+L/350 (μm)
探測球精度MPEp: ≤2.1μm

應(yīng)用要點(diǎn)
(1)應(yīng)根據(jù)被測工件的具體特點(diǎn)及建模要求合理選用適當(dāng)?shù)膾呙铚y量方式,以達(dá)到提高數(shù)據(jù)采集精度和測量效率的目的。
(2)為便于測量草作和測頭移動,應(yīng)合理規(guī)劃被測工件裝夾位置;為保證造型精度,裝夾工件時應(yīng)盡量使測頭能一次完成全部被測對象的掃描測量。
(3)掃描測量點(diǎn)的選取應(yīng)包括工件輪廓幾何信息的關(guān)鍵點(diǎn),在曲率變化較明顯的部位應(yīng)適當(dāng)增加測量點(diǎn) [3] 。
數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的任務(wù)和要求:
(1)將測量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為CAD軟件可識別的IGES格式,合并后以產(chǎn)品名稱或用戶的名稱分類保存。
(2)不同產(chǎn)品、不同屬性、不同定位、易于混淆的數(shù)據(jù)應(yīng)存放在不同的文件中,并在IGES文件中分層分色。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使用《三坐標(biāo)測量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》完成,操作方法見軟件用戶手冊。

使用方法
三坐標(biāo)測量機(jī)(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(jī)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(shù)據(jù),或?yàn)槟嫦蚬こ烫峁┕ぜ夹畔?,?jīng)常需要用三坐標(biāo)測量機(jī)對被測工件表面進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)掃描。以三坐標(biāo)的FOUNCTION-PRO型三坐標(biāo)測量機(jī)為例,介紹三坐標(biāo)測量機(jī)的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標(biāo)測量機(jī)的掃描操作是應(yīng)用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)采集,該區(qū)域可以是一條線、一個面片、零件的一個截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等。掃描類型與測量模式、測頭類型以及是否有CAD文件等有關(guān),控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項(xiàng)由狀態(tài)按鈕(手動/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“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描;若采用DCC方式測量,而只有線框型CAD文件,則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式;若采用手動測量模式,則只能使用基本的“手動觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手動測量方式并使用剛性測頭,則可用選項(xiàng)為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。
下面詳細(xì)介紹在DCC狀態(tài)下,進(jìn)入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項(xiàng)后可供選擇的五種掃描方式。
錯誤信息對話框,關(guān)閉即可(或在網(wǎng)址輸入欄中輸入100.0.0.1,進(jìn)入Errors?History查看錯誤信息),此信息在下次開機(jī)時自動清除。?
10.?在手動操作狀態(tài)下,在接近采點(diǎn)位置時,要按下慢速鍵。?
11.?旋轉(zhuǎn)測頭、校驗(yàn)探頭、自動更換探頭、運(yùn)行程序等操作時,保證測頭運(yùn)行路線上無障礙。?12.?在對產(chǎn)品進(jìn)行編程或不使用時,操作盒上速度設(shè)為0。?
13.?程序次運(yùn)行時要將速度降低至10~30%,并注意運(yùn)行軌跡是否符合要求。?
14.?在搬放工件時,先將測頭移至安全位置,要注意工件不能磕碰工作臺面,特別是機(jī)器的導(dǎo)軌面。?
15.?關(guān)機(jī)順序依次為:①將Z軸移動到機(jī)器的左、前、上方,并將測頭角度旋轉(zhuǎn)到A0B0;②清潔工作臺面;③依次關(guān)閉測座控制器、控制柜電源、氣閥、冷干機(jī)、總氣源、電源箱。?16.?長期不用的鋼制標(biāo)準(zhǔn)球,需油封防銹。?
17.?在使用花崗石工作臺面上的鑲嵌件固定工件時,扭矩不得超過20Nm。?
18.?如果發(fā)現(xiàn)異常情況(除更換測頭錯誤信息),請先記錄軟件提示的錯誤信息,傳真或電話通知海克斯康技術(shù)服務(wù)部,未經(jīng)和允許請勿擅自進(jìn)行檢查維修。?
19.?計(jì)算機(jī)內(nèi)不要安裝任何與三坐標(biāo)無關(guān)的軟件,以保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。?
20.?空調(diào)應(yīng)開機(jī),空調(diào)的檢修時間放在秋天進(jìn)行,從而保證三坐標(biāo)正常使用。
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