手机按键组件的三坐标测量
【摘要】本论文以“手机按键组件”零件为测量载体，在对零件进行了结构和尺寸的分析的基础上，阐述了零件测量方案设计、PC-DMIS软件测量程序编制等内容。论文中详细介绍了该零件的坐标系的建立、编程、数组函数、自动输出数据等具体测量环节。
目录
引言 1
一、 三坐标测量机(海克斯康)设备简介 2
（一）三坐标测量机（海克斯康）介绍 2
（二）测量机的基本组成 2
（三）测量机的分类（结构形式） 2
（四）测量机的工作环境 2
二、零件测量方案的设计 3
（一）零件图样分析 3
（二）零件的装夹 4
（三）测量坐标系的建立 4
（四）零件尺寸和形位误差的测量 5
三、测量难点分析和解决方法 8
（一）扫描取Y方向最大值的难点分析 8
（二）扫描取Y方向最大值的难点解决 9
（三）使用数组函数解决类似的问题 12
四、测量文件自动输出 12
（一）注释 12
（二）注释文件打开/写入行/文件关闭 14
小结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
我从2015年7月份进入昆山科森科技股份有限公司从事精密测量工作已经九个月了，在科森公司学到了很多关于测量方面的知识，并且有幸能够接触到手机按键组件这种精密零件的检测工作。下面针对该零件的测量设备以及测量方案设计、程序编制和如何解决测量中遇到问题等内容做如下阐述。
三坐标测量机(海克斯康)设备简介
（一）三坐标测量机（海克斯康）介绍
总部位于瑞典斯德哥尔摩的 HEXAGON 集团是一家上市公司，其核心业务主要包括了计量、工业自动化、工程技术和化工四大产业。通过其遍及全球的 8 个专业制造厂和 29 个精密计量中心，HEXAGON 集团计量产业全球化的研发、制造、技术服务和应用支持网络，通过其多品牌策略的运作，可为全球客户提供世界一流的计量产品和售后增值服务。
（二）测量机的基本组成
坐标测量机由测量机主机、控制系统、测头测座系统、计
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
算机（测量软件）几部分组成，如图11所示
图11
测量机的分类（结构形式）
1.活动桥式2.固定桥式3.高架桥式4.水平臂式5.关节臂式。
（四）测量机的工作环境
1.环境温度
20℃±2 ℃
梯度要求
空间 < 1 ℃/m3
时间 < 2 ℃/8h
2.环境湿度
20％～70％
（40％～60％最佳）
3. 压缩空气
压缩空气：0.4MPa～0.6MPa，无油、无水、无杂质。
4. 震动
频率0HZ～6HZ 振幅<0.0076mm
频率6HZ～50HZ 振幅<0.0025mm
频率>50HZ 振幅<0.0076mm
5.电压
220V ±10％ 15A
50HZ ±2％ 无干扰
6.地线
单独接地≤5Ω。
二、零件测量方案的设计
（一）零件图样分析
图21 零件工程图
工程图如图21所示，该零件的主要量测项目有正面柱体的位置度、面轮廓度、表面粗糙度，以及反面方槽的位置和长宽等尺寸。它们必须满足客户图纸设计上的生产要求。
图22零件测量要素局部图
图22为所要测量的尺寸部分局部图，其中包括柱体和方槽的位置、柱体的面轮廓度要求。下面详细介绍图22所示要素测量过程。
（二）零件的装夹
零件的装夹如图23所示
图23 零件夹具示意图
此零件需用上图专用治具装夹，用螺栓紧固，才可测量。测量时注意治具两边大小孔的差异，不要将治具放反。
（三）测量坐标系的建立
零件的坐标系建立，如图24所示：
图24 坐标系的建立示意图
根据图纸要求，我们将坐标系建立在治具大孔的圆心处，以治具下表面补正Y负工作平面，然后利用大孔与小孔测量两个圆，构造一条直线，旋转X正。具体步骤如下：
1.测量零件点Point1&2&3&4构成平面Plane1，面补正平面Plane1，设为Y轴原点，得到Datum A；
2.测量零件点Point 5&6&7&8构成圆Circle1；
3.测量零件点Point 9&10&11&12构成圆Circle2,并作为零件的Datum B ；
4.连接圆Circle1&Circle2构成直线Line1,并作为零件的Datum C；
（四）零件尺寸和形位误差的测量
1.方槽位置的测量
图25 方槽位置示意图
如图25所示，测量零件点Point C1&C2&C3&C4,构造C1&C3中点C5,构造C2&C4中点C6,测量零件点Point F32,评价C5&F32 X方向距离,得到尺寸CMM14.
2.柱体与方槽的位置测量
图26 柱体与方槽位置测量示意图1
如图26所示，测量圆Cirle1,作为X.Z原点,测量点Point1&2&3&4(分别处在X轴.Z轴上,即P1为Z轴最大值, P3为Z轴最小值, P2为X轴最大值, P4为X轴最小值).评价点C6&P3的Z轴距离,得到尺寸CMM15.
图27柱体与方槽位置测量示意图2
如图27所示，测量圆Cirle1,作为X.Z原点,测量点Point1&2&3&4(分别处在X轴.Z轴上,即P1为Z轴最大值, P3为Z轴最小值, P2为X轴最大值, P4为X轴最小值).分别评价点C5&P2, C5&P4的X轴距离,得到尺寸CMM17 ,CMM18.
目录
引言 1
一、 三坐标测量机(海克斯康)设备简介 2
（一）三坐标测量机（海克斯康）介绍 2
（二）测量机的基本组成 2
（三）测量机的分类（结构形式） 2
（四）测量机的工作环境 2
二、零件测量方案的设计 3
（一）零件图样分析 3
（二）零件的装夹 4
（三）测量坐标系的建立 4
（四）零件尺寸和形位误差的测量 5
三、测量难点分析和解决方法 8
（一）扫描取Y方向最大值的难点分析 8
（二）扫描取Y方向最大值的难点解决 9
（三）使用数组函数解决类似的问题 12
四、测量文件自动输出 12
（一）注释 12
（二）注释文件打开/写入行/文件关闭 14
小结 16
参考文献 17
谢辞 18
引言
我从2015年7月份进入昆山科森科技股份有限公司从事精密测量工作已经九个月了，在科森公司学到了很多关于测量方面的知识，并且有幸能够接触到手机按键组件这种精密零件的检测工作。下面针对该零件的测量设备以及测量方案设计、程序编制和如何解决测量中遇到问题等内容做如下阐述。
三坐标测量机(海克斯康)设备简介
（一）三坐标测量机（海克斯康）介绍
总部位于瑞典斯德哥尔摩的 HEXAGON 集团是一家上市公司，其核心业务主要包括了计量、工业自动化、工程技术和化工四大产业。通过其遍及全球的 8 个专业制造厂和 29 个精密计量中心，HEXAGON 集团计量产业全球化的研发、制造、技术服务和应用支持网络，通过其多品牌策略的运作，可为全球客户提供世界一流的计量产品和售后增值服务。
（二）测量机的基本组成
坐标测量机由测量机主机、控制系统、测头测座系统、计
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: 3 5 1 9 1 6 0 7 2
算机（测量软件）几部分组成，如图11所示
图11
测量机的分类（结构形式）
1.活动桥式2.固定桥式3.高架桥式4.水平臂式5.关节臂式。
（四）测量机的工作环境
1.环境温度
20℃±2 ℃
梯度要求
空间 < 1 ℃/m3
时间 < 2 ℃/8h
2.环境湿度
20％～70％
（40％～60％最佳）
3. 压缩空气
压缩空气：0.4MPa～0.6MPa，无油、无水、无杂质。
4. 震动
频率0HZ～6HZ 振幅<0.0076mm
频率6HZ～50HZ 振幅<0.0025mm
频率>50HZ 振幅<0.0076mm
5.电压
220V ±10％ 15A
50HZ ±2％ 无干扰
6.地线
单独接地≤5Ω。
二、零件测量方案的设计
（一）零件图样分析
图21 零件工程图
工程图如图21所示，该零件的主要量测项目有正面柱体的位置度、面轮廓度、表面粗糙度，以及反面方槽的位置和长宽等尺寸。它们必须满足客户图纸设计上的生产要求。
图22零件测量要素局部图
图22为所要测量的尺寸部分局部图，其中包括柱体和方槽的位置、柱体的面轮廓度要求。下面详细介绍图22所示要素测量过程。
（二）零件的装夹
零件的装夹如图23所示
图23 零件夹具示意图
此零件需用上图专用治具装夹，用螺栓紧固，才可测量。测量时注意治具两边大小孔的差异，不要将治具放反。
（三）测量坐标系的建立
零件的坐标系建立，如图24所示：
图24 坐标系的建立示意图
根据图纸要求，我们将坐标系建立在治具大孔的圆心处，以治具下表面补正Y负工作平面，然后利用大孔与小孔测量两个圆，构造一条直线，旋转X正。具体步骤如下：
1.测量零件点Point1&2&3&4构成平面Plane1，面补正平面Plane1，设为Y轴原点，得到Datum A；
2.测量零件点Point 5&6&7&8构成圆Circle1；
3.测量零件点Point 9&10&11&12构成圆Circle2,并作为零件的Datum B ；
4.连接圆Circle1&Circle2构成直线Line1,并作为零件的Datum C；
（四）零件尺寸和形位误差的测量
1.方槽位置的测量
图25 方槽位置示意图
如图25所示，测量零件点Point C1&C2&C3&C4,构造C1&C3中点C5,构造C2&C4中点C6,测量零件点Point F32,评价C5&F32 X方向距离,得到尺寸CMM14.
2.柱体与方槽的位置测量
图26 柱体与方槽位置测量示意图1
如图26所示，测量圆Cirle1,作为X.Z原点,测量点Point1&2&3&4(分别处在X轴.Z轴上,即P1为Z轴最大值, P3为Z轴最小值, P2为X轴最大值, P4为X轴最小值).评价点C6&P3的Z轴距离,得到尺寸CMM15.
图27柱体与方槽位置测量示意图2
如图27所示，测量圆Cirle1,作为X.Z原点,测量点Point1&2&3&4(分别处在X轴.Z轴上,即P1为Z轴最大值, P3为Z轴最小值, P2为X轴最大值, P4为X轴最小值).分别评价点C5&P2, C5&P4的X轴距离,得到尺寸CMM17 ,CMM18.
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