第9章 精密测量技术.ppt

３、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，设计新的高性能控制系统。 4、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。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。 三坐标测量机的发展趋势 5、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等。 ??????????? 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。 三坐标测量机的发展趋势 点位测量 横臂移动 工作台移动 现代三坐标测量机都配备有计算机，由计算机来采集数据，通过运算输出所需的测量结果。其软件系统功能的强弱直接影响到测量机的功能。因此各坐标测量机生产厂家都非常重视软件系统的研究与开发，在这方面投入的人力和财力的比例在不断增加。下面对在三坐标测量机中使用的软件作简要介绍。 三、软件系统 三坐标测量机的软件系统主要包括测量软件、系统调试软件和系统工作软件。 CMM的测量系统 1、测量软件 测量软件包可含有许多种类的数据处理程序，以满足各种工程需要，所以也称软件包。一般将三坐标测量机的测量软件包分为通用测量软件包和专用测量软件包。 通用测量软件包主要是指针对点、线、面、圆、圆柱、圆锥、球等基本几何元素及其形位误差、相互关系进行测量的软件包。通常各三坐标测量机都配置有这类软件包。 专用测量软件包是指坐标测量机生产厂家 针对用户要求开发的各类测量软件包。如齿轮、与凸轮轴、螺纹、汽车车身、发动机叶片等专用测量软件。 CMM的测量系统 2、系统调试软件 用于调试测量机及其控制系统，一般包括： （1）自检及故障分析软件包：用于检查系统故障并自动显示故障类别； （2）误差补偿软件包：预先对三坐标测量机的几何误差进行检测，在三坐标测量机工作时，按检测结果对测量机误差进行修正； （3）系统参数识别及控制参数优化软件包：用于CMM控制系统的总调试，并生成具有优化参数的用户运行文件； （4）精度测试及验收测量软件包：用于按验收标准测量检具。 CMM的测量系统 3、系统工作软件 测量软件系统必须配置一些属于协调和辅助性质的工作软件，其中有些是必备的，有些用于扩充功能。 （1）测头管理软件：用于测头校准、 旋转控制等； （2）数控运行软件：用于测头运动控制； （3）系统监控软件：用于对系统进行监控（如监控电源、气源等）； （4）接口软件； （5）数据文件管理软件：用于各类文件管理； （6）联网通讯软件：用于与其他计算机实现双向或单向通讯。 CMM的测量系统 CMM的采样方式与数据处理 三坐标测量机通过测量获得的原始数据是一些坐标点，这些数据通过接口送入计算机，计算机按照预先编好的程序进行计算和数据处理。 一、采样方式 1、点位测量 即逐点对被测形状进行探测，还可分为手动点位 位测量和自动点位测量。 点位测量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测量。 点位测量 2、连续扫描测量 测量头在工件表面沿某一方向连续移动，工作台和测量头的相对运动轨迹由预先编好的程序控制，便于实现自动测量，主要用于测量曲线或曲面。 CMM的采样方式与数据处理 二、数据处理方法 为了利用计算机求得所需的测量结果，应当用数学关系式将一些要求表达出来，以便进行演算，这一任务称为建立数学模型。 一般需要处理的内容包括：x、y平面内工件倾斜的修正、原点的偏移量计算 、坐标系的平移和回转、直角坐标转换成圆柱坐标、直角坐标转换成圆球坐标、两点间距离