加工中心高级工考核件的三坐标测量
加工中心高级工考核件的三坐标测量[20200123165454]
【摘要】
通过对考核零件进行测量手段的分析、PC-DMIS软件程序的编制以及如何使用三坐标测量仪，使自己对产品整个测量过程有进一步的了解，并且也使自己的动手能力有了很大的提高。文章论述了“加工中心高级工考核件”特征尺寸的测量方法并编制了该零件的测量程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】标准件、三坐标测量、PC-DMIS软件程序的编制。
引言 1
一、三坐标测量机设备简介 2
（一） 三坐标测量技术概述 2
（二）测量机分类及其组成 2
（三）控制系统 3
（四）三坐标测量软件 3
（五）探测系统 4
二、零件的测量方案设计 4
（一）零件的技术分析： 4
（二）确定测量要素： 5
三、零件的测量过程 5
（一）测针、加长杆、测量角的选择 5
（二）建立坐标系 10
（三）测量垂直度 11
（四）测量倾斜度 13
（五）评价圆柱的位置误差 15
四、特征月元素的自动测量 16
（一）设置安全平面 16
（二） 特征元素自动测量 17
（三）显示自动测量路径 17
小 结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
苏州思瑞测量技术有限公司是专门从事精密坐标测量机，影像测量仪，测高仪等专业计量设备与仪器生产与服务的高新技术企业。从2011年9月份进入思瑞从事精密测量学习已经三四个月了，在思瑞学习到了很多关于品质方面的知识，并且有幸能够接触到考核零件这类精密零件。它的尺寸、形状和位置都有很高且和全面的要求。在老师的指导下，解决了该测量的测量问题。下面针对该零件的测量设备以及测量方案作简单的介绍。
一、三坐标测量机设备简介
（一） 三坐标测量技术概述
坐标测量技术的原理：任何形状都是由空间点组成，所有几何量的测量都可以归结为空间点的测量，因此精确进行空间点的采集，是评定任何几何形状的基础。
世界上第一台现代意义上的三坐标测量机是出现在1956年英国Ferranti开发的首台用光栅作为长度基准、并用数字显示的现代意义上的三坐标。
1963年10月DEA第一台行程为2500×1600×600㎜的龙门式坐标测量机
1972年世界上第一台触发式三坐标问世
（二）测量机分类及其组成
坐标测量机由测量机主机、控制系统、测头测座系统、计算机（测量软件）部分，见图1-1。
图1-1 三坐标测量机的组成
测量机的分类
1． 活动桥式
活动桥式测量机是使用最为广泛的机械结构形式。特点是结构简单，开敞性比较好，视野开阔，上下零件方便，运动速度快，精度比较高，见图1-2。
2.固定桥式
固定桥式测量机由于桥架稳定，刚性好，动台中心驱动、中心光栅阿贝误差小，它是高精度超高精度的首选，见图1-3。
3.高架桥式：
高架桥式适合大型或是超大型测量机，适合航空、航天、造船行业的大型零件或大型模具的测量。一般采用双光栅、双驱动等技术来提高精度。
4．水平臂式：
开敞性好，测量范围大，可以由两台机器共同组成双臂测量机，尤其适合汽车钣金件的测量。
5．关节臂式
有非常好的灵活性，特别适合携带到现场测量，对环境要求比较低
图1-2 活动桥式三坐标测量机 图1-3 固定桥式三坐标测量机
（三）控制系统
从控制的角度划分，三坐标测量机可分为手动型、机动性、CNC数控型三种模式。我下面介绍的为手动型。数控型系统是由控制器、驱动器、细分器、光栅、测头、电机几部分组成。
控制器：是数控的核心部分。
光栅尺：主要有金属和玻璃两种。
细分器：是将移相电阻链与数字逻辑电路相结合，得到细分脉冲信号。
（四）三坐标测量软件
软件的分类：通用测量软件
专用测量评价软件、统计分析软件、各类驱动、补偿功能软件
测量软件的应用：箱体类零件、自由曲面类、特定形面类、反求测量。
（五）探测系统
测头的分类：触发测头和扫描测头。常用的出发测头有机械式触发测头，应变片式触发侧头，压电陶瓷触发侧头
二、零件的测量方案设计
（一）零件的技术分析：
零件的结构如图2-1所示
图2-1测量的元素名称
考核件主要的生产任务就是四个沉孔，圆柱以及方形。其中它们必须在形状、位置、表面光洁度和孔径方面满足设计上的生产要求。图2-2为所要测量的元素。其中包括孔径的位置，，以及方形2的面1与方形1面2的倾斜度以及方形2的面2和面3的垂直度以及园柱度还有方形1的面2和面3的平行度。根据需要所测量的要求，需要测量倾斜度和垂直度以及沉孔的位置。
（二）确定测量要素：
所要测量的是孔1的距离以及面2与面1的倾斜度面2与面3的垂直度等。
图2-2部分尺寸的工程图
三、零件的测量过程
（一）测针、加长杆、测量角的选择
我所选用的是活动桥式三座标测量机测量工件，选用的是直径为2㎜的测针，加长杆为20㎜，所测的是图1-5的部分孔的孔的位置，倾斜度，垂直度等。在测量过程中要做哪些准备工作：
测头及其转角的选择如图，因为所测元素比较适中，所以选择直径为4的测针，同时因为标准件的图形结构比较简单，形状规则，而且两边的方形件的高比较大，所以若是不选用加长杆，有些尺寸无法检测到，因此加长杆选择20㎜，标准件的规则简单所以不需要选用其他的角度来测量该零件，就需要调整测座上的A、B角都为0方向。下图为所选的测针加长杆以及所用的角度。
三坐标测量的测座有手动和自动两种由于所需测量的要素没什么特殊的要求以及机器的原因，这里选择手动的测座MH20M.
在测量新零件时，进入测量软件后，软件会自动弹出“测头功能”的窗口，也可以在“插入/硬件定义/测头”菜单中选择测头功能。
定义测头文件名每进行一次测头配置都要用一个测头文件名来区别，文件名在测头功能窗口的测头文件名窗口输入，也可以选择以前用过的测头进行校验。图3-1
图3-1定义测头文件
测头文件的名称4by20，
定义测坐：将光标点击“未定义测头”的提示语句，在测头说明的下拉菜单中选择使用的测座型号，在右侧窗口中会显示这种测座。
图3-2定义测座
三坐标测量的测座有手动和自动两种由于所需测量的要素没什么特殊的要求以及机器的原因，这里选择手动的测座MH20I。
定义加长杆：如果在转接件后有加长杆，则要在下拉菜单中选择相应的长度和型号。加长杆（EXETEN）是20mm。
测定义测针：在下拉菜单中按照测针的宝石球直径和测针长度选择相应的测针。如果在测头和测尖中间有加长杆，要先定义加长杆后定义测针。如图尖号4by20mm。如图3-3。
【摘要】
通过对考核零件进行测量手段的分析、PC-DMIS软件程序的编制以及如何使用三坐标测量仪，使自己对产品整个测量过程有进一步的了解，并且也使自己的动手能力有了很大的提高。文章论述了“加工中心高级工考核件”特征尺寸的测量方法并编制了该零件的测量程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】标准件、三坐标测量、PC-DMIS软件程序的编制。
引言 1
一、三坐标测量机设备简介 2
（一） 三坐标测量技术概述 2
（二）测量机分类及其组成 2
（三）控制系统 3
（四）三坐标测量软件 3
（五）探测系统 4
二、零件的测量方案设计 4
（一）零件的技术分析： 4
（二）确定测量要素： 5
三、零件的测量过程 5
（一）测针、加长杆、测量角的选择 5
（二）建立坐标系 10
（三）测量垂直度 11
（四）测量倾斜度 13
（五）评价圆柱的位置误差 15
四、特征月元素的自动测量 16
（一）设置安全平面 16
（二） 特征元素自动测量 17
（三）显示自动测量路径 17
小 结 18
参考文献 19
谢辞 20
引言
苏州思瑞测量技术有限公司是专门从事精密坐标测量机，影像测量仪，测高仪等专业计量设备与仪器生产与服务的高新技术企业。从2011年9月份进入思瑞从事精密测量学习已经三四个月了，在思瑞学习到了很多关于品质方面的知识，并且有幸能够接触到考核零件这类精密零件。它的尺寸、形状和位置都有很高且和全面的要求。在老师的指导下，解决了该测量的测量问题。下面针对该零件的测量设备以及测量方案作简单的介绍。
一、三坐标测量机设备简介
（一） 三坐标测量技术概述
坐标测量技术的原理：任何形状都是由空间点组成，所有几何量的测量都可以归结为空间点的测量，因此精确进行空间点的采集，是评定任何几何形状的基础。
世界上第一台现代意义上的三坐标测量机是出现在1956年英国Ferranti开发的首台用光栅作为长度基准、并用数字显示的现代意义上的三坐标。
1963年10月DEA第一台行程为2500×1600×600㎜的龙门式坐标测量机
1972年世界上第一台触发式三坐标问世
（二）测量机分类及其组成
坐标测量机由测量机主机、控制系统、测头测座系统、计算机（测量软件）部分，见图1-1。
图1-1 三坐标测量机的组成
测量机的分类
1． 活动桥式
活动桥式测量机是使用最为广泛的机械结构形式。特点是结构简单，开敞性比较好，视野开阔，上下零件方便，运动速度快，精度比较高，见图1-2。
2.固定桥式
固定桥式测量机由于桥架稳定，刚性好，动台中心驱动、中心光栅阿贝误差小，它是高精度超高精度的首选，见图1-3。
3.高架桥式：
高架桥式适合大型或是超大型测量机，适合航空、航天、造船行业的大型零件或大型模具的测量。一般采用双光栅、双驱动等技术来提高精度。
4．水平臂式：
开敞性好，测量范围大，可以由两台机器共同组成双臂测量机，尤其适合汽车钣金件的测量。
5．关节臂式
有非常好的灵活性，特别适合携带到现场测量，对环境要求比较低
图1-2 活动桥式三坐标测量机 图1-3 固定桥式三坐标测量机
（三）控制系统
从控制的角度划分，三坐标测量机可分为手动型、机动性、CNC数控型三种模式。我下面介绍的为手动型。数控型系统是由控制器、驱动器、细分器、光栅、测头、电机几部分组成。
控制器：是数控的核心部分。
光栅尺：主要有金属和玻璃两种。
细分器：是将移相电阻链与数字逻辑电路相结合，得到细分脉冲信号。
（四）三坐标测量软件
软件的分类：通用测量软件
专用测量评价软件、统计分析软件、各类驱动、补偿功能软件
测量软件的应用：箱体类零件、自由曲面类、特定形面类、反求测量。
（五）探测系统
测头的分类：触发测头和扫描测头。常用的出发测头有机械式触发测头，应变片式触发侧头，压电陶瓷触发侧头
二、零件的测量方案设计
（一）零件的技术分析：
零件的结构如图2-1所示
图2-1测量的元素名称
考核件主要的生产任务就是四个沉孔，圆柱以及方形。其中它们必须在形状、位置、表面光洁度和孔径方面满足设计上的生产要求。图2-2为所要测量的元素。其中包括孔径的位置，，以及方形2的面1与方形1面2的倾斜度以及方形2的面2和面3的垂直度以及园柱度还有方形1的面2和面3的平行度。根据需要所测量的要求，需要测量倾斜度和垂直度以及沉孔的位置。
（二）确定测量要素：
所要测量的是孔1的距离以及面2与面1的倾斜度面2与面3的垂直度等。
图2-2部分尺寸的工程图
三、零件的测量过程
（一）测针、加长杆、测量角的选择
我所选用的是活动桥式三座标测量机测量工件，选用的是直径为2㎜的测针，加长杆为20㎜，所测的是图1-5的部分孔的孔的位置，倾斜度，垂直度等。在测量过程中要做哪些准备工作：
测头及其转角的选择如图，因为所测元素比较适中，所以选择直径为4的测针，同时因为标准件的图形结构比较简单，形状规则，而且两边的方形件的高比较大，所以若是不选用加长杆，有些尺寸无法检测到，因此加长杆选择20㎜，标准件的规则简单所以不需要选用其他的角度来测量该零件，就需要调整测座上的A、B角都为0方向。下图为所选的测针加长杆以及所用的角度。
三坐标测量的测座有手动和自动两种由于所需测量的要素没什么特殊的要求以及机器的原因，这里选择手动的测座MH20M.
在测量新零件时，进入测量软件后，软件会自动弹出“测头功能”的窗口，也可以在“插入/硬件定义/测头”菜单中选择测头功能。
定义测头文件名每进行一次测头配置都要用一个测头文件名来区别，文件名在测头功能窗口的测头文件名窗口输入，也可以选择以前用过的测头进行校验。图3-1
图3-1定义测头文件
测头文件的名称4by20，
定义测坐：将光标点击“未定义测头”的提示语句，在测头说明的下拉菜单中选择使用的测座型号，在右侧窗口中会显示这种测座。
图3-2定义测座
三坐标测量的测座有手动和自动两种由于所需测量的要素没什么特殊的要求以及机器的原因，这里选择手动的测座MH20I。
定义加长杆：如果在转接件后有加长杆，则要在下拉菜单中选择相应的长度和型号。加长杆（EXETEN）是20mm。
测定义测针：在下拉菜单中按照测针的宝石球直径和测针长度选择相应的测针。如果在测头和测尖中间有加长杆，要先定义加长杆后定义测针。如图尖号4by20mm。如图3-3。
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