機(jī)械零件的三坐標(biāo)檢測 課件 陳冬梅 模塊一　1.1-2.3 已有測量程序的三坐標(biāo)檢測-零件坐標(biāo)系的建立

機(jī)械零件的三坐標(biāo)檢測模塊一三坐標(biāo)測量機(jī)的手動測量項目一已有測量程序的三坐標(biāo)檢測項目二三面基準(zhǔn)零件的手動測量模塊二三坐標(biāo)測量機(jī)的自動測量項目一一面兩圓基準(zhǔn)零件的自動測量項目二軸類零件的自動測量項目三復(fù)雜箱體類零件的自動測量項目一已有測量程序的三坐標(biāo)檢測項目一已有測量程序的三坐標(biāo)檢測一、項目描述二、項目圖樣（圖1-1）三、項目分析四、項目目標(biāo)1）能正確說出三坐標(biāo)測量機(jī)的組成、分類及常用結(jié)構(gòu)形式。2）能正確說出三坐標(biāo)測量機(jī)操縱盒各按鍵的功能。3）能正確操作三坐標(biāo)測量機(jī)的操縱盒。4）能正確說出三坐標(biāo)測量機(jī)對工作環(huán)境的要求與維護(hù)保養(yǎng)方法。5）能合理地在三坐標(biāo)測量機(jī)上裝夾零件。6）能正確說出PC-DMIS軟件界面各部分的名稱及常用的快捷工具欄。項目一已有測量程序的三坐標(biāo)檢測項目一已有測量程序的三坐標(biāo)檢測項目一已有測量程序的三坐標(biāo)檢測7）能正確打開測量程序，并運(yùn)行測量程序。8）能正確起動和關(guān)閉三坐標(biāo)測量機(jī)。9）能正確輸出文本格式的檢測報告。10）能正確說出三坐標(biāo)測量機(jī)的工作原理。11）能按照檢測員的工作要求，穿好工作服。12）在工作過程中，能對精密測量儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。五、項目實施任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備（一）三坐標(biāo)測量機(jī)的基本組成（1）主機(jī)測量機(jī)主機(jī)，即測量系統(tǒng)的機(jī)械主體，為被測零件提供相應(yīng)的測量空間，并裝載探測系統(tǒng)，按照程序要求進(jìn)行測量點的采集。（2）控制系統(tǒng)控制系統(tǒng)在三坐標(biāo)測量過程中的主要功能：讀取空間坐標(biāo)值，對測頭信號進(jìn)行實時響應(yīng)與處理，控制機(jī)械系統(tǒng)實現(xiàn)測量所必需的運(yùn)動，實時監(jiān)測三坐標(biāo)測量機(jī)的狀態(tài)以保證整個系統(tǒng)的安全性和可靠性，有的還對三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行幾何誤差與溫度誤差補(bǔ)償，以提高三坐標(biāo)測量機(jī)的測量精度。任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備（3）探測系統(tǒng)探測系統(tǒng)由測頭及其附件組成，測頭是測量機(jī)探測時發(fā)送信號的裝置，它可以輸出開關(guān)信號，也可以輸出與探針偏轉(zhuǎn)角度成正比的比例信號，它是三坐標(biāo)測量機(jī)的關(guān)鍵部件，測頭精度的高低很大程度上決定了三坐標(biāo)測量機(jī)的測量重復(fù)性及精度。（4）軟件系統(tǒng)軟件系統(tǒng)包括安裝有測量軟件（PC-DMIS）的計算機(jī)系統(tǒng)及輔助完成測量任務(wù)所需的打印機(jī)、繪圖儀等外接電子設(shè)備。（二）三坐標(biāo)測量機(jī)的分類及常用結(jié)構(gòu)形式（1）三坐標(biāo)測量機(jī)的分類1）按機(jī)械結(jié)構(gòu)與運(yùn)動關(guān)系分，三坐標(biāo)測量機(jī)可分為移動橋式、固定橋式、龍門式、水平臂式和關(guān)節(jié)臂式等。2）按測量范圍分，三坐標(biāo)測量機(jī)可分為小型、中型和大型三類。3）按測量精度分，三坐標(biāo)測量機(jī)可分為低精度、中等精度和高精度三類。（2）三坐標(biāo)測量機(jī)常用結(jié)構(gòu)形式（表1-2）任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備（三）操縱盒的介紹（以?？怂箍礜JB操縱盒為例）（1）操縱盒各按鍵的名稱及功能操縱盒各按鍵的名稱如圖1-4所示。任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備（2）操縱盒的操作1）手動操作時，必須先將“慢速按鈕”按亮，然后按住“起動按鈕”鍵，操作“搖桿”，左右控制X軸移動，前后控制Y軸，旋轉(zhuǎn)控制Z軸。2）移動時，速度要均勻，快接觸采點位置時，速度更要變慢。3）若采點錯誤，可使用“刪除點”鍵刪除，并重新采點。（四）三坐標(biāo)測量機(jī)的工作環(huán)境要求任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備（五）三坐標(biāo)測量機(jī)上零件的裝夾（1）裝夾目的和基本原則裝夾目的是保證檢測零件的穩(wěn)定性和可重復(fù)性，確定零件測量姿態(tài)，實現(xiàn)測量的準(zhǔn)確性。1）裝夾的穩(wěn)定性。2）零件測量的可重復(fù)性。3）數(shù)據(jù)測量方便性，需要考慮測針因素、測量特征的分布等。4）考慮零件的變形影響（主要針對薄壁件）。5）零件裝夾設(shè)計，其夾具應(yīng)滿足以下要求：夾具應(yīng)具有足夠的精度和剛度；夾具應(yīng)有可靠的定位基準(zhǔn)；夾具應(yīng)有可實現(xiàn)重復(fù)性裝夾的夾緊裝置。（2）典型裝夾方案介紹1）用通用柔性夾具裝夾。任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備2）用薄壁件柔性夾具裝夾。a.沖壓件：鈑金沖壓件、塑料儀表盤、玻璃件等。b.復(fù)雜零件：齒輪、渦輪葉片、凸輪等。c.箱體類零件：發(fā)動機(jī)箱、齒輪箱、汽車化油器等。3）發(fā)動機(jī)缸蓋的裝夾。4）回轉(zhuǎn)體類零件的裝夾。任務(wù)1三坐標(biāo)測量的準(zhǔn)備任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出（一）三坐標(biāo)測量機(jī)開機(jī)（1）開機(jī)前的準(zhǔn)備工作1）檢測機(jī)器的外觀及機(jī)器導(dǎo)軌是否有障礙物。2）對導(dǎo)軌及工作臺進(jìn)行清潔。3）檢測溫度、濕度、氣壓、配電等是否符合要求。（2）三坐標(biāo)測量機(jī)開機(jī)步驟（表1-5）任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出（二）打開測量程序任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出（三）運(yùn)行測量程序任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出（四）輸出文本格式的檢測報告任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出任務(wù)2程序的運(yùn)行及報告輸出（五）三坐標(biāo)測量機(jī)關(guān)機(jī)1）將測頭移動到安全的位置和高度，以避免造成意外碰撞，如將測頭移動到機(jī)器的左、前、上位置，即將測頭旋轉(zhuǎn)到A90B-90，如圖1-27所示。2）退出PC-DMIS軟件，關(guān)閉控制系統(tǒng)電源和測座控制器電源。3）關(guān)閉計算機(jī)，關(guān)閉氣源。項目二三面基準(zhǔn)零件的手動測量項目二三面基準(zhǔn)零件的手動測量一、項目描述二、項目圖樣（圖1-28）三、項目分析1）通過分析圖樣，明確所要測量的尺寸，通過講解部分典型尺寸的測量來完成任務(wù)的要求，部分典型尺寸見表1-8，這些尺寸是需要在測量報告中出現(xiàn)的尺寸。2）配置測頭文件和測頭角度。3）測量規(guī)劃如下：①新建零件程序、校驗測頭。②手動粗建坐標(biāo)系（面-線-點）。③自動精建坐標(biāo)系（面-面-面或面-線-線）。④測量上表面的幾何特征（從左往右），工作平面：Z+。項目二三面基準(zhǔn)零件的手動測量⑤測量左表面的幾何特征，工作平面：X?。⑥生成路徑線，碰撞測試。⑦尺寸評價。⑧程序自動運(yùn)行。⑨輸出測量報告。項目二三面基準(zhǔn)零件的手動測量項目二三面基準(zhǔn)零件的手動測量項目二三面基準(zhǔn)零件的手動測量四、項目目標(biāo)1）能根據(jù)實際測量需要，合理配置測頭文件并能對其進(jìn)行校驗。2）能正確導(dǎo)入CAD模型并對模型的坐標(biāo)系進(jìn)行相關(guān)的轉(zhuǎn)換。3）能根據(jù)3-2-1法中的面、線、點創(chuàng)建零件坐標(biāo)系。4）能手動測量點、線、面、圓、圓柱、圓錐、球、橢圓等特征。5）能根據(jù)實際情況合理設(shè)置運(yùn)動參數(shù)并會運(yùn)用碰撞測試檢驗程序的正確性。6）能根據(jù)表1-8部分典型尺寸列表的要求完成特征位置、距離、角度的評價。7）能正確輸出文本格式的檢測報告。8）能按照檢測員的工作要求，穿好工作服。9）在工作過程中，能對精密測量儀器進(jìn)行維護(hù)保養(yǎng)。五、項目實施任務(wù)1測頭的選擇及校驗1）測座：TESASTAR-M。2）轉(zhuǎn)接：TESATMA（可省略）。3）傳感器：TESASTAR-P。4）加長桿：EXTEN20MM（可省略）。5）測針：TIP4BY20MM。（一）測頭組件和典型配置（二）新建一個測頭文件任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)1測頭的選擇及校驗（三）添加測頭角度1）對于單個測頭位置角度，在“添加單個角度”下的文本框中輸入A角B角的值。任務(wù)1測頭的選擇及校驗2）對于多個分布均勻的測頭角度，在“批量添加角度”下的文本框中輸入A、B方向的起始角、終止角、角度增量的數(shù)值，軟件會生成均勻角度。3）在右側(cè)的矩陣表中，縱坐標(biāo)是A角，橫坐標(biāo)是B角，其間隔是當(dāng)前定義測座可以旋轉(zhuǎn)的最小角度。（四）校驗測針任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)1測頭的選擇及校驗（五）查看校驗結(jié)果任務(wù)1測頭的選擇及校驗任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作（一）導(dǎo)入CAD模型任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作1）選擇要導(dǎo)入CAD模型的數(shù)據(jù)類型—“iges”。2）在“查找范圍”下拉菜單中選擇要導(dǎo)入文件所在的盤符—如“E盤”，并在當(dāng)前盤符目錄下的“教材編寫”文件夾查找到文件存放的位置。3）選擇要導(dǎo)入模型的名稱—如“三個面基準(zhǔn)零件的手動測量.iges”，單擊“導(dǎo)入”按鈕。4）處理完成后單擊“確定”按鈕即可導(dǎo)入。任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作（二）CAD模型的處理（見表1-14）任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作（三）在CAD模型上手動測量元素（見表1-15）任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作（1）常見幾何特征的屬性（見表1-17）任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作（2）幾何特征測量策略在測量過程中，一個元素既可能評價其距離尺寸，也可能評價其形狀尺寸。任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作（四）狀態(tài)窗口的應(yīng)用任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作（五）替代推測的應(yīng)用1）將光標(biāo)放在被誤判斷的特征位置。2）從“編輯”→“替代推測”類型中選擇您期望的特征類型即可，如圖1-38所示（對于轉(zhuǎn)換得到的特征應(yīng)將其重新自動運(yùn)行一次）。任務(wù)2

CAD模型的相關(guān)操作小資料手動特征測量注意事項1）要盡量測量特征的最大范圍，合理分布測點位置和測量適當(dāng)?shù)狞c數(shù)。2）觸測時的方向要盡量沿著測量點的法向矢量，避免測頭“打滑”。3）觸測時應(yīng)按下慢速鍵，控制好觸測速度，測量各點時的速度要一致。4）測量二維元素時，須確認(rèn)選擇了正確的工作（投影）平面。任務(wù)3零件坐標(biāo)系的建立小資料1.坐標(biāo)系的定義（1）建立坐標(biāo)系的必要性有了精密的三坐標(biāo)測量機(jī)和測頭系統(tǒng)，如果想最終得到正確的檢測報告，就必須掌握怎樣建立一個正確的零件坐標(biāo)系。（2）建立零件坐標(biāo)系的目的1）滿足檢測工藝的要求。2）滿足同類批量零件的測量。3）滿足裝配、加工和設(shè)計中基準(zhǔn)的建立。任務(wù)3零件坐標(biāo)系的建立2.3-2-1法手動建立零