1. 三坐标测量机的测量功能有几种
三坐标测量仪三轴均有气源制动开关及微动装置,可实现单轴的精密传动,采用高性能数据采集系统。
作用:应用于产品设计、模具装备、齿轮测量、叶片测量机械制造、工装夹具、汽模配件、电子电器等精密测量。
使用方法:
三坐标测量机(CMM)的测量方式通常可分为接触式测量、非接触式测量和接触与非接触并用式测量。
其中,接触测量方式常用于机加工产品、压制成型产品、金属膜等的测量。为了分析工件加工数据,或为逆向工程提供工件原始信息,经常需要用三坐标测量机对被测工件表面进行数据点扫描。本文以三坐标的FOUNCTION-PRO型三坐标测量机为例,介绍三坐标测量机的几种常用扫描方法及其操作步骤。
三坐标测量机的扫描操作是应用PC DMIS程序在被测物体表面的特定区域内进行数据点采集,该区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线等。扫描类型与测量模式、测头类型以及是否有CAD文件等有关,控制屏幕上的“扫描”(Scan)选项由状态按钮(手动/DCC)决定。若采用DCC方式测量,又有CAD文件,则可供选用的扫描方式有“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周线”(Perimeter)扫描;若采用DCC方式测量,而只有线框型CAD文件,则可选用“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)和“面片”(Patch)扫描方式;若采用手动测量模式,则只能使用基本的“手动触发扫描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手动测量方式并使用刚性测头,则可用选项为“固定间隔”(Fixed Delta)、“变化间隔”(Variable Delta)、“时间间隔”(Time Delta)和“主体轴向扫描”(Body Axis Scan)方式。
下面详细介绍在DCC状态下,进入“功能”(Utility)菜单选取“扫描”(Scan)选项后可供选择的五种扫描方式:
开线扫描(Open Linear Scan)
开线扫描是最基本的扫描方式。测头从起始点开始,沿一定方向并按预定步长进行扫描,直至终止点。开线扫描可分为有、无CAD模型两种情况。
(1)无CAD模型
如被测工件无CAD模型,首先输入边界点(Boundary Points)的名义值。打开对话框中的“边界点”选项后,先点击“1”,输入扫描起始点数据;然后双击“D”,输入方向点(表示扫描方向的坐标点)的新的X、Y、Z坐标值;最后双击“2”,输入扫描终点数据。
第二项输入步长。在“扫描”对话框(Scan Dialog)中“方向1技术”(Direction 1 Tech)栏中的“最大”(Max Inc)栏中输入一个新步长值。
最后检查设定的方向矢量是否正确,该矢量定义了扫描开始后第一测量点表面的法矢、截面以及扫描结束前最后一点的表面法矢。当所有数据输入完成后点击“创建”。
(2)有CAD模型
如被测工件有CAD模型,开始扫描时用鼠标左键点击CAD模型的相应表面,PC DMIS程序将在CAD模型上生成一点并加标志“1”表示为扫描起始点;然后点击下一点定义扫描方向;最后点击终点(或边界点)并标志为“2”。在“1”和“2”之间连线。对于每一所选点,PC DMIS已在对话框中输入相应坐标值及矢量。确定步长及其它选项(如安全平面、单点等)后,点击“测量”,然后点击“创建”。
2.闭线扫描(Closed Linear Scan)
闭线扫描方式允许扫描内表面或外表面,它只需“起点”和“方向点”两个值(PC DMIS程序将起点也作为终点)。
(1)数据输入操作
双击边界点“1”,在编辑对话框中输入位置;双击方向点“D”,输入坐标值;选择扫描类型(“线性”或“变量”),输入步长,定义触测类型(“矢量”、“表面”或“边缘”);双击“初始矢量”,输入第“1”点的矢量,检查截面矢量;键入其它选项后,点击“创建”。
也可使用坐标测量机操作盘触测被测工件表面的第一测点,然后触测方向点,PC DMIS程序将把测量值自动放入对话框,并自动计算初始矢量。选择扫描控制方式、测点类型及其它选项后,点击“创建”。
(2)有CAD模型的闭线扫描
如被测工件有CAD模型,测量前确认“闭线扫描”;首先点击表面起始点,在CAD模型上生成符号“1”(点击时表面和边界点被加亮,以便选择正确的表面);然后点击扫描方向点;PC DMIS将在对话框中给出所选位置点相应的坐标及矢量;选择扫描控制方式、步长及其它选项后,点击“创建”。
3.面片扫描(Patch Scan)
面片扫描方式允许扫描一个区域而不再是扫描线。应用该扫描方式至少需要四个边界点信息,即开始点、方向点、扫描长度和扫描宽度。PC DMIS可根据基本(或缺省)信息给出的边界点1、2、3确定三角形面片,扫描方向则由D的坐标值决定;若增加了第四或第五个边界点,则面片可以为四方形或五边形。
采用面片扫描方式时,在复选框中选择“闭线扫描”,表示扫描一个封闭元素(如圆柱、圆锥、槽等),然后输入起始点、终止点和方向点。终止点位置表示扫描被测元素时向上或向下移动的距离;用起始点、方向点和起始矢量可定义截平面矢量(通常该矢量平行于被测元素)。现以创建四边形面片为例,介绍面片扫描的几种定义方式:
(1)键入坐标值方式
双击边界点“1”,输入起始点坐标值X、Y、Z;双击边界方向点“D”,输入扫描方向点坐标值;双击边界点“2”,输入确定第一方向的扫描宽度;双击边界点“3”,输入确定第二方向的扫描宽度;点击“3”,然后按“添加”按钮,对话框给出第四个边界点;双击边界点“4”,输入终止点坐标值;选择扫描所需的步长(各点间的步距)和最大步长(1、2两点间的步长)值后,点击“创建”。(2)触测方式
选定“面片扫描”方式,用坐标测量机草作盘在所需起始点位置触测第一点,该点坐标值将显示在“边界点”对话框的“#1”项内;然后触测第二点,该点代表扫描第一方向的终止点,其坐标值将显示在对话框的“D”项内;然后触测第三点,该点代表扫描面片宽度,其坐标值将显示在对话框的“#3”项内;点击“3”,选择“添加”,可在清单上添加第四点;触测终止点,将关闭对话框。最后定义扫描行距和步长两个方向数据;选择扫描触测类型及所需选项后,点击“创建”。
(3)CAD曲面模型方式
该扫描方式只适用于有CAD曲面模型的工件。首先选定“面片扫描”方式,左键点击CAD工作表面;加亮“边界点”对话框中的“1”,左键点击曲面上的扫描起始点;然后加亮“D”,点击曲面定义方向点;点击曲面定义扫描宽度(#2);点击曲面定义扫描上宽度(#3);点击“3”,选择“添加”,添加附加点“4”,加亮“4”,点击定义扫描终止点,关闭对话框。定义两个方向的步长及选择所需选项后,点击“创建”。
4.截面扫描(Section Scan)
截面扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件,它允许对工件的某一截面进行扫描,扫描截面既可沿X、Y、Z轴方向,也可与坐标轴成一定角度。通过定义步长可进行多个截面扫描。可在对话框中设置截面扫描的边界点。按“剖切CAD”转换按钮,可在CAD曲面模型内寻找任何孔,并可采用与开线扫描类似方式定义其边界线,PCDMIS程序将使扫描路径自动避开CAD曲面模型中的孔。按用户定义表面剖切CAD的方法为:进入“边界点”选项;进入“CAD元素选择”框;选择表面;在不清除“CAD元素选择”框的情况下,选择“剖切CAD”选项。此时PC DMIS程序将切割所选表面寻找孔。若CAD曲面模型中无定义孔,就没有必要选“剖切CAD”选项,此时PC DMIS将按定义的起始、终止边界点进行扫描。对于有多个曲面的复杂CAD图形,可对不同曲面分组剖切,*#将剖切限制在局部CAD曲面模型上。
5.边界扫描(Perimeter Scan)
边界扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件。该扫描方式采用CAD数学模型计算扫描路径,该路径与边界或外轮廓偏置一定距离(由用户选定)。创建边界扫描时,首先选定“边界扫描”选项;若为内边界扫描,则在对话框中选择“内边界扫描”;选择工作曲面时,启动“选择”复选框,每选一个曲面则加亮一个,选定所有期望曲面后,退出复选框;点击表面确定扫描起始点;在同一表面上点击确定扫描方向点;点击表面确定扫描终止点,若不给出终止点,则起始点即为终止点;在“扫描构造”编辑框内输入相应值(包括“增值”、“CAD公差”等);选择“计算边界”选项,计算扫描边界;确认偏差值正确后,按“产生测点”按钮,PC DMIS程序将自动计算执行扫描的理论值;点击“创建”。
2. 三坐标测量机的测量功能有几种方法
三次元测量仪,主要是指通过三维取点来进行测量的一种仪器,市场上也有叫三坐标,三坐标测量机,三维坐标测量仪,三次元。
2、三坐标测量机在机械、电子、仪表、塑胶等行业广泛使用。三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一,因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规,并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟,这是其它仪器而达不到的效果。
3. 三坐标测量机的测量功能有几种方式
三坐标即三坐标测量机,英文Coordinate Measuring Machine,缩写CMM,它是指在三维可测的空间范围内,能够根据测头系统返回的点数据,通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器,又称为三次元、三坐标测量机、三坐标测量仪。
三坐标测量仪可定义为一种具有可作三个方向移动的探测器,可在三个相互垂直的导轨上移动,此探测器以接触或非接触等方式传送讯号,三个轴的位移测量系统 ( 如光学尺 ) 经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能测量的仪器。
4. 三坐标测量机最适用于测量什么
在测量仪器的范畴内,两者是没有区别的,只是叫法不同而已。
1、三次元测量仪,主要是指通过三维取点来进行测量的一种仪器,市场上也有叫三坐标,三坐标测量机,三维坐标测量仪,三次元。
2、三坐标测量机在机械、电子、仪表、塑胶等行业广泛使用。三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一,因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规,并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟,这是其它仪器而达不到的效果。
5. 三坐标测量机是一种
全自动三坐标测量机是一种用于机械工程领域的电子测量仪器,于2016年7月30日启用。可以完成复杂的测量工作。精度可达到微米级,是现代工业测量中最常用的仪器之一。
6. 三坐标测量机的测量系统有哪几种类型
质量与效率一直是衡量各种机器性能、生产过程优劣的两项主要指标。传统的概念是为了保证测量精度,测量速度不宜过高。随着生产节奏不断加快,用户在要求测量机保证测量精度的同时,会对CMM的测量速度提出越来越高的要求:
1.1:测量机的结构设计改进及材料的变化,结构优化以提高刚性,减轻运动部件的质量:使用轻质材料来降低运动惯性,即由普通使用的花岗石等传统材料转变为密度与杨氏模数之比低的材料、薄壁空心结构等。铝、陶瓷、人工合成材料在测量机中获得了越来越多的应用。
1.2:高速的动态性能要求提高动态补偿能力,动态误差与测量机的结构参数和运动规程有关。在研究这些特性的基础上,既可以改进测量机的结构设计,提高控制系统性能,又可以进行动态误差补偿,在实现高速测量的同时保证高精度。
1.3:采用非接触式测头测量方式,在触测情况下,由于工件与测头的接触速度不能太大,这就给测量速度带来了很大的限制。扫描测量方式虽比点位测量方式效率高得多,但仍受触测的限制。采用非接触测头,可避免频繁加速、减速、碰撞等,大大提高测量速度。特别从对可靠性与安全保护提出更高要求看,非接触测头也有很大的优越性。
1.4:脱机编程技术成为一种趋势,所谓脱机编程技术,就是在CAD技术的辅助下,在不上测量机的情况下,在三维图形的环境下完成对测量程序的编制工作。这样不但能有效地提高测量机的实际使用效率,也提高了测量程序的编制效率。脱机编程技术的应用使我们能完全与生产准备及生产过程同步进行测量的准备工作,从而更可以节约宝贵的CMM机器占用时间。
新材料和新技术的应用
为确保可靠高速的测量功能,国外十分重视研究机体原材料的选用,最近在传统的铸铁、铸钢基础上,增加了合金、石材、陶瓷等新材料世界上的主要三坐标测量机制造厂商,大都采用了重量轻、刚性好、导热性强的合金材料,来制造测量机上的运动机构部件。铝合金、陶瓷材料以及各种合成材料在三坐标测量机中得到了越来越广泛的应用。
控制系统的改进
在现代制造系统中,测量的目的越来越不能仅仅局限于成品验收检验,而是向整个制造系统提供有关制造过程的信息,为控制提供依据。从这一要求出发,必须要求测量机具有开放式控制系统,具有更大的柔性。为此,要尽可能利用发展迅速的新的电子工业技术,尤其是计算机,设计新的高性能/价格比系统。
测量机测头的发展
三坐标测量机除了机械本体外,测头是测量机达到高精度的关键,也是坐标测量机的核心。与其他各项技术指标相比,提高测头的性能指标难度最大。
此外,测量机测头的另一个重要趋势是,非接触测头将得到广泛的应用。在微电子工业中有许多二维图案,如大规模集成电路等,它们是用接触测头无法测量的。近年来国外光学三坐标测量机发展十分迅速。
光学三坐标测量机的核心就是非接触测量。
与发展非接触测头的同时,具有高精度、较大量程、能用于扫描测量的光学测头,以及能伸入小孔、用于测量微型零件的专门测头也将获得发展。不同类型的测头同时使用或交替使用,也是一个重要发展方向。
软件技术的革新
测量机的功能主要由软件决定。三坐标测量机的操作、使用的方便性,也首先取决于软件,测量机每一项新技术的发展,都必须有相应配套的软件技术跟上。
为了将三坐标测量机纳入生产线,需要发展与网络通信、建模、CAD、实现反向工程的软件;按样条函数、NURBS等进行拟合、建模以及各种仿真软件也在不断发展。此外,加快普及使用通用测量软件DMIS以方便与CAD/CAM的数据交换:同时完善应用于不同类型工件之专用测量软件的开发和使用,最终形成基于同一种平台开发的测量软件族也成为软件革新的一种必然趋势。
可以说测量机软件是三坐标测量机中发展最为迅速的一项技术。软件的发展将使三坐标测量机向智能化的方向发展,它至少将包括能进行自动编程、按测量任务对测量机进行优化、故障自动诊断等方面的内容。
7. 三坐标测量仪主要是测量什么用的
三坐标测量仪是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,主要分类如下:
按操作方式分类:
1、手动式:结构简单,无机动传动机构,全部由操作者控制动作。
2、机动式:有三套传动系统,由电机、减速器、驱动器、控制器、电源、操作杆等组成。工作时,操作者通过操作杆控制运动方向和速度。
3、自动式:即CNC控制,全部运动自动试验,由伺服传动机构成,通过软件实行控制。