三坐标测量机及其应用要点.ppt

第八章 三坐标测量机及其应用 主 要 内 容 §1 概述 §2 三坐标测量机的类型和组成 结构类型和组成（主机机械系统） 部分三坐标测量机的性能指标见表8—2所示 §3 三坐标测量机的测量系统 (1)机械接触式测头 触发式测头 当触发式测头的测端触碰到被测工件时，测头发出触发信号。其核心是判断接触与否，类似电子开关的工作性质，故又称开关测头。实现此功能的方法有电子机械开关的通断、压电晶体的压电效应和应变片的形变等。 1.机械触发机构 2.感应接触形变的应变片 3.压电传感器 ( 2)光学非接触测头 光学非接触测头 光学点位测量头 在成像光路中插入一遮光片，其位置正好挡住激光器光束的半个光斑，此时，若被测面仍位于物平面A处，则光电检测器的差动输出仍然为零，而当被测面离焦位于A1位置时，在光电检测器上的像为半圆形光斑，如图1中的B1所示，而当被测面离焦位于A2位置时，在光电检测器上的像如图1中的B2所示。由图可知，离焦方向不同时，光电检测器上的光斑或位于光轴的上方或下方，半光斑的直径随离焦量的增大而增大，此时光电检测器的差动输出不再为零，输出信号的极性决定于离焦的方向，输信号的大小决定于离焦量的大小。由此可见，可根据光电检测器的差动输出判断被测表面的位置，光电检测器差动输出的过零点即为测量瞄准位置。 图8—6 光学点位测量头 (3)电气接触式测量头　　　　　　　　　　电感位移传感器 §4 测量数据处理 1、x、y平面内工件倾斜的修正 2、原点的偏移 3、坐标系的平移和回转 4、直角坐标转换成圆柱坐标 5、直角坐标转换成球坐标 6、两点间距离的测量 7、圆的内、外径及圆心的测量 8、求直线方向 §5 坐标测量机的自动测量方法 一、点位测量法 二、连续扫描法 §6 三坐标测量机的精度评定 一、三坐标测量机的分向误差 y 轴导轨直线度对 x向的影响 y 轴对 x 轴垂直度的影响 二、重复性精度 三、动态误差 四、测量精度 五、三坐标机的精度评定及检定方法 §7 测量机的特殊应用与发展趋势 一、实物程序编制 二、设计一体化 三坐标测量机的发展趋势 3、夹具系统 为检测薄壁件提供了柔性装夹方案，例如：汽车车身盖板的装夹。 自动夹具系统，采用模块化夹具组件，并由与系统联机坐标测量机控制，自动生成夹具组合。 ?工件由位于坐标测量机基面上，气动可调节高度的一组立柱支撑组成。 4、测量软件 PC-DMIS通用测量软件 利用其一体化的图形功能，能够将检测数据生成可视化的图形报告； 具备强大CAD功能的通用测量软件； 测量对象：从简单的箱体类工件 一直到复杂的轮廓和曲面； 实现高速、高效率和高精度测量。 简捷用户界面，引导使用者进行 零件编程、参数设置和工件检测； 特点： 三坐标测量机中测量系统的特性综合比较 见210页表8-3 数据处理的主要内容： 1、x、y平面内工件倾斜的修正 2、原点的偏移 3、坐标系的平移和回转 4、直角坐标转换成圆柱坐标 5、直角坐标转换成球坐标 6、两点间距离的测量 7、圆的内、外径及圆心的测量 8、求直线方向 9、求两直线交点 和夹角 10、其他数据处理内容 由测量软件完成 机器坐标系 零件坐标系 1)、工件上没有基准点，或者 基准点处在测量范围以外 2)、原点处于工件不便测量的 部位 出现偏移的情况： 方法： Ｏ l o x y 需要测3点 需考虑测头半径补偿 9、求两直线交点Ｐ和夹角 10、其他数据处理内容 自动测量的过程一般由3个阶段组成，即准备阶段、实际测量阶段和计值阶段。通常，后两个阶段是同时进行的。 一、点位测量法 二、连续扫描法 点位测量法是从点到点的重复测量方法。多用于孔的中心位置、孔心距、加工面的位置以及曲线、曲面轮廓上基准点的坐标检验和测量。 测量头在被测工件的外形轮廓上进行扫描测量. x y z o 指测量值与真值之差。 包括所选用的测量方法、测量头、工件状态(测量定位面、测量表面等)以及温度影响等因素。 指测量机本身的精度，即测量头中心在测量空间内 任意位置的位置精度。主要为点位精度。 静态精度 动态精度 系统误差 随机误差 机器精度 测量精度 按状态 按性质 1、标尺误差、温度误差； 影响因素： 2、三轴导轨直线度误差； 3、三轴导轨垂直度误差； 点误差－空间矢量型 重复测量某一尺寸时，测量结果的变动范围。 一般测5—6次。 反映测量中的随机误差。 动态误差主要来源于测量部件运动过程中由于加速度造成的变形。 将动态误差控制到比静态误差大l0％一30％之内。 影响测量精度的因素：? 1、单轴示值精度评定 2、采用两坐