cimcore柔性移动式三坐标测量仪(柔性三坐标测量机)

海潮机械 2023-01-04 05:37 编辑:admin 132阅读

1. 柔性三坐标测量机

一般来说,卡尺的测量精度是0.01mm,千分尺和投影仪的测量精度为0.001mm,三次元,也就是三坐标的测量精度为0.0001mm,三次元是面向三维的,当投景仪测量不方便时,才用到三坐标,如一些凹槽、孔等。

三次元的特点是高精度(可达到μm级);万能性(可代替多种长度测量仪器);可用于测量几何元素(除可测量二次元能测量的元素外,还可测量圆柱、圆锥),形位公差(除可测量二次元能测量的形位公差外,还包括圆柱度、平度度、线轮廓度、面轮廓度、同轴度)、复杂型面。

只要三次元的测头能触及的地方,就可测出它的几何尺寸和相互位置,表面轮廓;并借助于计算机完成数据处理;以其高精度高柔性以及优异的数字能力,成为现代模具加工制造和质量保证的重要手段、有效工具。

2. 便携式三坐标测量机

1、在零件坐标系上编制的测量程序可以重复运行而不受零件摆放位置的影响,所以编制程序前首先要建立零件坐标系。而建立坐标系所使用的元素不一定是零件的基准元素。

2、在测量过程中要检测位置度误差,许多测量软件在计算位置度时直接使用坐标系为基准计算位置度误差,所以要直接使用零件的设计基准或加工基准等等建立零件坐标系。

3、为了进行数字化扫描或数字化点作为CAD/CAM软件的输入,需要以整体基准或实物基准建立坐标系。

4、当需要用CAD模型进行零件测量时,要按照CAD模型的要求建立零件坐标系,使零件的坐标系与CAD模型的坐标系一致,才能进行自动测量或编程测量。

5、需要进行精确的点测量时,根据情况建立零件坐标系(使测点的半径补偿更为准确)。

6、为了测量方便,和其它特殊需要。

建立零件坐标系是非常灵活的,在测量过程中我们可能根据具体情况和测量的需要多次建立和反复调用零件坐标系,而只有在评价零件的被测元素时要准确的识别和采用各种要求的基准进行计算和评价。对于不清楚或不确定的计算基准问题,一定要取得责任工艺员或工程师的认可和批准,方可给出检测结论。

至于使用哪种建立零件坐标系的方法,要根据零件的实际情况。一般大多数零件都可以采用3-2-1的方法建立零件坐标系。所谓3-2-1方法原本是用3点测平面取其法矢建立第一轴,用2点测线投影到平面建立第二轴(这样两个轴绝对垂直,而第三轴自动建立,三轴垂直保证符合直角坐标系的定义),用一点或点元素建立坐标系零点。现在已经发展为多种方式来建立坐标系,如:可以用轴线或线元素建立第一轴和其垂直的平面,用其它方式和方法建立第二轴等。

大家要注意的是:不一定非要3-2-1的固定步骤来建立坐标系,可以单步进行,也可以省略其中的步骤。比如:回转体的零件(圆柱形)就可以不用进行第二步,用圆柱轴线确定第一轴并定义圆心为零点就可以了。用点元素来设置坐标系零点,即平移坐标系,也就是建立新坐标系。

如何确定零件坐标系的建立是否正确,可以观察软件中的坐标值来判断。方法是:将软件显示坐标置于“零件坐标系”方式,用操纵杆控制测量机运动,使宝石球尽量接近零件坐标系零点,观察坐标显示,然后按照设想的方向运动测量机的某个轴,观察坐标值是否有相应的变化,如果偏离比较大或方向相反,那就要找出原因,重新建立坐标系。

用三个基准球完全可以把模具的基准坐标系保持下来。

1、用测量的三个基准球的球心构造平面,用其中两个球心构线,用其中一个球心为原点,可以建立一个零件坐标系。

2、在零件坐标系下测量基准元素,用各种方法可以得出基准元素与当前零件坐标系的关系(轴的夹角、原点的距离)。

3、得出两个坐标系的差别后,在建立三个基准球构造的坐标系后,通过旋转两个坐标轴的角度,平移原点一段距离,即可恢复到基准坐标系。

3. 三坐标测量仪器

各个品牌的三坐标同一档次的机器因为性能稳定性等方面的差异价格也会略有不同,关键要根据产品选择合适的机器,价格几万上百万都有,如果条件允许的话,我还是推荐Zeiss的机器,稳定性比较好,后期费用少,麻烦也少。

4. 移动式三坐标测量机

从工业革命开始之后的两百年时间里,人们就一直不断提高机器的设计理念和制造工艺。尤其是自20世纪中期以来,大规模生产的迫切需求推动了自动化技术的发展,进而衍生出三代机器人产品。第一代机器人是遥控操作的机器,工作方式是人通过遥控设备对机器进行指挥,而机器本身并不能独自控制运动。第二代机器人通过程序控制,可以使其自动重复完成某种方式的操作。第三代机器人被称为智能机器人。

第一代机器人的诞生源于发展核技术的需求。20世纪40年代,美国建立了原子能实验室,但实验室内部的核辐射环境对人体的伤害较大,迫切需要一些操作机械能代替人处理放射性物质。在这个需求的推动下,美国原子能委员会的阿尔贡研究所于1947年开发了遥控机械手,随后又在1948年开发了机械耦合的主从机械手。所谓主从机械手,即当操作人员控制主机械手做一连串动作时,从机械手可准确地模仿主机械手的动作。

1952年,美国帕森斯公司制造了一台由大型立式仿形铣床改装而成的三坐标数控铣床,这标志着数控机床的诞生。此后,科学家和工程师们对控制系统、伺服系统、减速器等数控机床关键零部件技术的深入研究,为机器人技术的发展奠定了坚实的基础。

然而这些机器人是遥控操作的机器,工作方式是人通过遥控设备对机器进行指挥,而机器人本身并不能独立控制运动。

凭借自动化技术和零部件技术的研究积累,第二代机器人登上了历史舞台。1954年,美国人乔治·沃尔德制造出世界第一台可编程的机械手,并注册了专利。按照预先设定好的程序,该机械手可以从事不同的工作,具有通用性和灵活性。

随后的1958年,被誉为“机器人之父”的美国人约瑟夫·恩格尔伯格创建了世界上第一家机器人公司——Unimation,正式把机器人向产业化方向推进。1962年,Unimation公司的第一台机器人产品Unimate问世。该机器人由液压驱动,并依靠计算机控制手臂执行相应的动作。同年,美国机床铸造公司也研制了Versatran机器人,其工作原理于Unimate相似。一般认为,Unimate和Versatran是世界上最早的工业机器人。

世界上最早的工业机器人——Unimate

机器人发展到第二代,依旧是通过程序被控制,可以自动重复完成某种方式的操作。

在机器人技术的研发过程中,人们尝试利用传感器提高机器人的可操作性,具备感知能力的第三代智能机器人渐成研发热点。如厄恩斯特的触觉传感机械手、托莫维奇和博尼的安装有压力传感器的“灵巧手”、麦肯锡的具备视觉传感器系统的机器人以及约翰·霍普斯金大学应用物理实验室研制出的Beast机器人等的成功尝试,第三代智能机器人的发展曙光渐显。

1968年,美国斯坦福国际研究所成功研制出移动式机器人Shakey,它是世界上第一台带有人工智能的机器人,能够自主进行感知、环境建模、行为规划等任务。该机器配有电视摄像机、三角法测距仪、碰撞传感器、驱动电动以及编码器等硬件设备,并由两台计算机通过无线通信系统控制。限于当时的计算水平,Shakey 需要相当大的机房支持其进行功能运算,同时规划行动也往往要耗时数小时。

世界上首台智能移动机器人—Shakey

即便Shakey笨重且效率低下,但它具备人工智能机器人所具备的特征,即利用各种传感器和测量器等来获取环境信息,然后基于智能技术进行识别、理解和推理,并做出规划决策,同时能够自主行动实现预定目标。于是,第三代智能机器人由此展开。

由上述机器人的发展历程我们可以看到,工业生产的内在需求以及传统工业方式亟待转变的趋势,都是推动机器人发展的核心力量。

5. 三坐标测量仪垂直度测量

测量同心度主要有以下5种方法:

1、游标卡尺

针对较简易产品且加工精度要求不高的产品主要采用手动测量(游标卡尺)进行管控。

缺点:测量精度不高,相比较其他测量方法效率低。

2、手动影像测量仪

针对加工精度要求比较高且小部分管控的产品主要使用手动影像测量仪。

缺点:手动影像测量仪虽然测量功能强大但它也不能完成自动批量测量。

3、圆度测量仪

针对加工精度要求比较高且小部分管控的产品也有采用圆度测量仪去测量。

缺点:圆度测量仪相比较手动影像测量仪功能单一,不能满足全尺寸测量;圆度测量仪检测速度也不如手动影像测量仪。

4、三坐标测量机

当被检件形状复杂或被测要素为孔对孔、轴对轴时,这时就需要用三坐标测量机来进行测量。

缺点:三坐标测量机虽然精度很高,但它采用接触式测量,在测量速度上远远不如影像测量仪,三坐标测量机更适合测量三维立体的测量元素。

5、全自动影像测量仪

针对加工精度要求高且大批量测量首选全自动影像测量仪。

优点:同心度属于二维平面,二维平面的几何量测量正好是影像测量仪的强项。

6. 三坐标测量机结构

作为精密的测量仪器,三坐标有着极为广泛的应用领域,这与它本身的软件系统是分不开的,要想正确的操作使用三坐标,就要对三坐标测量机的软件系统有所了解,这样才能更好的去运用三坐标的测量功能,达到理想的测量效果。

编程软件:测量程序的编制有以下几种方式。

图示及窗口编程方式:图示及窗口编程是最简单的方式,它是通过图形菜单选择被测元素,建立坐标系,并通过“窗口”提示选择操作过程及输入参数,编制测量程序。该方式仅适用于比较简单的单项几何元素测量的程序编制。

自学习编程方式这种编程方式是在CNC测量机上,由操作者引导测量过程,并键入相应指令,直到完成测量,而由计算机自动记录下操作者手动操作的过程及相关信息,并自动生成相应的测量程序,若要重复测量同种零件,只需调用该测量程序,便可自动完成以前记录的全部测量过程。该方式适合于批量检测,也属于比较简单的编程方式。

脱机编程:这种方式是采用三坐标测量机生产厂家提供的专用测量机语言在其它通用计算机上预先编制好测量程序,它与坐标测量机的开启无关。编制好程序后再到测量机上试运行,若发现错误则进行修改。其优点是能解决很复杂的测量工作,缺点是容易出错。

自动编程:在计算机集成制造系统中,通常由CAD/CAM系统自动生成测量程序。三坐标测量机一方面读取由CAD系统生成的设计图纸数据文件,自动构造虚拟工件,另一方面接受由CAM加工出的实际工件,并根据虚拟工件自动生成测量路径,实现无人自动测量。这一过程中的测量程序是完全由系统自动生成的。