CMM基礎(chǔ)知識培訓(xùn)(共31張)(PPT 31頁)

1、CMM測量世界第1頁，共31頁。CMM基礎(chǔ)知識培訓(xùn)CMM簡介和基本原理測量機(jī)的結(jié)構(gòu)形式坐標(biāo)系和工件自由度影響測量的精度因素硬件介紹和日常維護(hù)測量機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)閉測頭的校驗(yàn)和元素的測量第2頁，共31頁。CMM簡介 三坐標(biāo)即三坐標(biāo)測量機(jī)，英文Coordinate Measuring Machining，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(diǎn)數(shù)據(jù)，通過三坐標(biāo)的軟件系統(tǒng)計(jì)算各類幾何形狀、尺寸等測量能力的儀器，又稱為三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)量床第3頁，共31頁。CMM基本原理CMM的基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間（也就是它的行程）內(nèi)，精確的測出被測零件表面的點(diǎn)在空間三個(gè)坐

2、標(biāo)位置的數(shù)值，將這些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，擬合形成測量元素，如線、圓、球、柱、錐、曲面等，經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。第4頁，共31頁。測量機(jī)的結(jié)構(gòu)形式活動(dòng)橋式固定橋式高架橋式（龍門式）水平臂式關(guān)節(jié)臂式第5頁，共31頁?；顒?dòng)橋式 活動(dòng)橋式測量機(jī)是使用最為廣泛的一種機(jī)構(gòu)形式。特點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，開敞性比較好，視野開闊，上下零件方便。運(yùn)動(dòng)速度快，精度比較高。有小型、中型、大型幾種形式。第6頁，共31頁。固定橋式 固定橋式測量機(jī)由于橋架固定，剛性好，動(dòng)臺中心驅(qū)動(dòng)、中心光柵阿貝誤差小，以上特點(diǎn)使這種結(jié)構(gòu)的測量機(jī)精度非常高，是高精度和超高精度的測量機(jī)的首選結(jié)構(gòu)。第7頁，

3、共31頁。高架橋式 高架橋式測量機(jī)適合于大型和超大型測量機(jī)，適合于航空、航天、造船行業(yè)的大型零件或大型模具的測量。一般都采用雙光柵、雙驅(qū)動(dòng)等技術(shù)，提高精度。第8頁，共31頁。水平臂式 水平臂式測量機(jī)開敞性好，測量范圍大，可以由兩臺機(jī)器共同組成雙臂測量機(jī)，尤其適合汽車工業(yè)鈑金件的測量。第9頁，共31頁。關(guān)節(jié)臂式關(guān)節(jié)臂式測量機(jī)具有非常好的靈活性，適合攜帶到現(xiàn)場進(jìn)行測量，對環(huán)境條件要求比較低。第10頁，共31頁。CMM坐標(biāo)系的概念坐標(biāo)系的概念： 三條互相垂直的坐標(biāo)軸和三軸相交的原點(diǎn)，構(gòu)成三維空間坐標(biāo)系（3D）。機(jī)器坐標(biāo)系： 測量機(jī)開機(jī)后機(jī)器會(huì)按照設(shè)置自動(dòng)回零，這時(shí)測量的所有的坐標(biāo)都相對于機(jī)器零點(diǎn)，稱

4、“機(jī)器坐標(biāo)系”。（機(jī)器坐標(biāo)系在一般的程序運(yùn)行的測量過程中用處不大）零件坐標(biāo)系 在測量過程中，我們往往需要利用零件的基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系來評價(jià)公差、進(jìn)行輔助測量、指定零件位置等，這個(gè)坐標(biāo)系稱為“零件坐標(biāo)系”。建立零件坐標(biāo)系要根據(jù)零件圖紙指定的A、B、C基準(zhǔn)的順序指定第一軸、第二軸和坐標(biāo)零點(diǎn)。 基本坐標(biāo)系：零件坐標(biāo)系中的一個(gè)將定義為測量程序的基本坐標(biāo)系。所有的工件坐標(biāo)系都可以轉(zhuǎn)換成基本坐標(biāo)系。 子坐標(biāo)系：子坐標(biāo)系可以基于機(jī)器坐標(biāo)系，也可以基于基本坐標(biāo)系，一個(gè)工件可以有多個(gè)子坐標(biāo)系。第11頁，共31頁。工件自由度 工件一共有6個(gè)自由度，分別是3個(gè)旋轉(zhuǎn)方向和3個(gè)平移原點(diǎn)。3個(gè)旋轉(zhuǎn)方向分別是X軸、Y軸和Z軸旋

5、轉(zhuǎn)方向，3個(gè)平移原點(diǎn)分別是3個(gè)軸向的原點(diǎn)。確定零件坐標(biāo)系時(shí)只需要確定5個(gè)自由度，分別是2個(gè)旋轉(zhuǎn)方向和3個(gè)原點(diǎn)，這樣就可以確定這個(gè)工件在空間中的位置了。第12頁，共31頁。矢量的概念 矢量：既有大小又有方向的箭頭。一般來說，在物理學(xué)中稱作矢量，在數(shù)學(xué)中稱作向量。在計(jì)算機(jī)中，矢量圖可以無限放大永不變形。在測量軟件中大量的使用了矢量的概念，用于表示被測元素在空間坐標(biāo)系中的方向。當(dāng) 長度為“1”的空間矢量投影到空間坐標(biāo)系的三個(gè)坐標(biāo)軸上時(shí)，相對應(yīng)有三個(gè)投影矢量。第13頁，共31頁。CMM測量精度因素CMM測量機(jī)的總體精度取決于以下3個(gè)因素：測量機(jī)本身的機(jī)器精度；測頭系統(tǒng)的精度和重復(fù)性；環(huán)境條件注：所謂的

6、環(huán)境條件是一個(gè)比較大的范圍，比如溫度、濕度、震動(dòng)、灰塵和照明等。這些因素都對測量機(jī)的測量有影響，但正常的溫度變化會(huì)導(dǎo)致測量結(jié)果的變化最大。第14頁，共31頁。環(huán)境基本要求溫度：202； 溫度的空間梯度：1/m 溫度的時(shí)間梯度：2/8h；濕度：40%-60%；氣源：純度達(dá)到99%以上，6-8Ba；電壓：220V10%。防震地基3第15頁，共31頁。CMM的硬件介紹測量機(jī)主機(jī)測量機(jī)控制柜計(jì)算機(jī)手動(dòng)操縱盒UPS穩(wěn)壓源第16頁，共31頁。CMM測量機(jī)的日常維護(hù) 1、檢測室內(nèi)環(huán)境 2、檢測氣壓 3、用無水酒精和無塵布對設(shè)備進(jìn)行清潔 4、檢查機(jī)器外觀以及機(jī)器導(dǎo)軌是否有障礙物，電纜及氣路是否連接正常 室內(nèi)環(huán)

7、境主要包括溫度和濕度。一般而言，溫度要求為202；濕度要求為25%75%。溫度對設(shè)備測量的精度影響較大，而濕度則對設(shè)備使用壽命影響較大。 氣壓則是CMM啟動(dòng)的關(guān)鍵，當(dāng)氣壓沒有或者不足時(shí)，設(shè)備是沒有辦法運(yùn)行的。第17頁，共31頁。測量機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)閉測量機(jī)啟動(dòng)前有以下幾項(xiàng)準(zhǔn)備工作：檢查機(jī)器的外觀及機(jī)器導(dǎo)軌是否有障礙物，電纜及氣路是否連接正常；對導(dǎo)軌及工作臺面進(jìn)行清潔；檢查溫度、氣壓、地線等是否符合要求，對前置過濾器、儲氣罐、除水機(jī)進(jìn)行放水檢查。以上條件滿足后，接通電源，打開氣源開關(guān)。第18頁，共31頁。測量機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)閉1、打開計(jì)算機(jī)電源、啟動(dòng)計(jì)算機(jī)；2、打開控制系統(tǒng)電源，系統(tǒng)進(jìn)入自檢狀態(tài)；3、待

8、系統(tǒng)自檢完畢后，給系統(tǒng)加點(diǎn)，同時(shí)點(diǎn)擊軟件圖標(biāo)，啟動(dòng)軟件系統(tǒng)；4、剛開機(jī)啟動(dòng)時(shí)，軟件窗口會(huì)提示進(jìn)行回零點(diǎn)的操作，點(diǎn)擊確定后讓設(shè)備自動(dòng)回零點(diǎn)。5、回零點(diǎn)過程完成后，軟件進(jìn)入正常的工作界面，測量機(jī)進(jìn)入正常工作狀態(tài)。第19頁，共31頁。測量機(jī)的啟動(dòng)與關(guān)閉1、關(guān)閉系統(tǒng)時(shí)，先將Z軸移動(dòng)到安全的位置和高度，避免造成意外碰撞；2、先關(guān)閉測量軟件；3、關(guān)閉控制系統(tǒng)電源；4、關(guān)閉計(jì)算機(jī)電源。第20頁，共31頁。測頭的校驗(yàn)測針校驗(yàn)的目的：1、得到各測針的半徑； 2、得到各測針的相互關(guān)系。三坐標(biāo)測量機(jī)在測量零件時(shí)，是運(yùn)用測針的寶石球與被測零件表面接觸，這個(gè)接觸點(diǎn)與系統(tǒng)傳輸給計(jì)算機(jī)軟件的寶石球中心點(diǎn)的坐標(biāo)相差一個(gè)寶石球

9、的半徑，把這個(gè)半徑值準(zhǔn)確的修正到測量點(diǎn)，是測量機(jī)軟件的一項(xiàng)重要功能，所以要通過測頭校驗(yàn)得到測針的半徑值；在測量過程中，玩玩要通過不同的測頭角度、長度和直徑不同的測針組合測量元素，以得到所需要的測量結(jié)果。這些不同位置的點(diǎn)必須要經(jīng)過相應(yīng)的轉(zhuǎn)換才能在同樣的坐標(biāo)下計(jì)算，得出正確的結(jié)果。所以要通過才測頭校驗(yàn)得出不同測頭角度之間的位置關(guān)系，是軟件系統(tǒng)能夠進(jìn)行準(zhǔn)確換算。第21頁，共31頁。編程步驟一、有數(shù)模1、導(dǎo)入數(shù)模（IGS格式），實(shí)體化；2、查看工件的擺放與數(shù)模坐標(biāo)是否一致，不一致時(shí)改變數(shù)模的坐標(biāo)系或者改變工件的擺放方式；3、在數(shù)模上抽取元素，建立坐標(biāo)系，創(chuàng)建安全平面；4、根據(jù)圖紙要求測量所需的元素；5

10、、根據(jù)所測元素構(gòu)造需評價(jià)的特征；6、評價(jià)尺寸；7、手動(dòng)運(yùn)行程序；8、打印報(bào)告。第22頁，共31頁。編程步驟二、無數(shù)模1、擺放好工件，根據(jù)圖紙要求建立坐標(biāo)系；2、在工件的右上方設(shè)置正的安全平面，在工件的左下方設(shè)置負(fù)的安全平面；3、重復(fù)“有數(shù)模”的4、5、6三個(gè)步驟；4、運(yùn)行程序，不需要手動(dòng)測量。5、打印報(bào)告。第23頁，共31頁。元素的測量 測量的特征主要包括：點(diǎn)、直線、圓、平面、圓柱、圓錐、球等。 在測量這些元素時(shí)有兩種方式，分別是手動(dòng)和自動(dòng)測量。第24頁，共31頁。坐標(biāo)系的建立 建立坐標(biāo)系是測量的基礎(chǔ)，要想得到正確的測量結(jié)果，就必須建立正確的坐標(biāo)系。 建立坐標(biāo)系需要三個(gè)步驟：零件的找正；第二軸的旋轉(zhuǎn)；原點(diǎn)的設(shè)置。 最常用的方法是3-2-1法。第一步：測量平面，找正零件，即確定第一軸線；第二步：測量一條線（該線不應(yīng)該