三坐标测量机的量块补偿
三坐标测量机的量块补偿[20200123174121]
【摘要】
通过对企业中的“三坐标测量机”进行量块补偿手段的分析，PC-DMIS软件、Plotvolcomp软件和SkewSquare软件的熟练运用以及如何使用三坐标测量仪，使自己对三坐标测量机量块补偿的整个过程有了进一步的了解，并且也使自己的动手能力有了很大的提高。文章论述了三坐标测量机量块补偿的整个过程以及打量块时的PC-DMIS程序。
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关键字:】三坐标测量机的量块补偿、PC-DMIS软件、Plotvolcomp软件、SkewSquare软件、打量块
引言 1
一、三坐标测量机简介 2
（一） 三坐标测量技术概述 2
（二） 测量机的基本组成 2
（三） 控制系统 3
（四） 三坐标测量软件 3
（五） 探测系统 3
（六） 三坐标测量机的特点 3
二、三坐标测量机的精度调试 3
（一） 精度调试的概述 3
（二） 软件的参数补偿 4
三、三坐标测量机打量块补偿的简单论述 4
（一） 所打量块机器的简介 4
（二） 打量块的要求及补偿值 5
四、三坐标测量机打量块的全过程 6
（一） CMM的启动 6
（二）加载测头和校验测头 7
（三） 打量块 11
五、做精度报告 21
小 结 22
参考文献 23
谢 辞 24
引言
思瑞测量技术（深圳）有限公司是由海克斯康计量技术集团（Hexagon Metrology AB）控股的一家从事研发，生产及销售精密坐标测量机，影像测量机，高度测量仪等专业计量设备与仪器的合资企业。海克斯康，是全球领先的测量技术集团，也是全球一维、二维、三维几何与空间测量领域的领导者；为客户提供全面而快速的技术手段以获得精准的测量数据或海量数据。从2012年10月初进入思瑞从事三坐标测量机精度调试工作已经快一个月了，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三坐标测量机的精度调试工作。该工作的要求极高。在老师和工程师的指导下，解决了在精度调试中遇到的一些问题。下面针对三坐标测量机量块补偿方案作简单的介绍。
一、三坐标测量机简介
（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。坐标测量机的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间，精确的测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。
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。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
（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、计算机（测量软件）部分，见图1-1。
图1-1 三坐标测量机的组成
（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，应变片式触发测头，压电陶瓷触发测头。
（六） 三坐标测量机的特点
三坐标测量机的特点是高精度(达到μm级)、高效率(数十、数百倍于传统测量手段)、万能性(可代替多种长度计量仪器).因而多用于产品测绘,复杂型面检测,工夹具测量,研制过程中间测量,CNC机床或柔性生产线在线测量等方面;只要测量机的测头能够瞄准(或感受)到的地方(接触式或非接触式均可),就可测出它们的几何尺寸和相互位置关系,并借助于测量软件和计算机完成数据处理。
二、三坐标测量机的精度调试
（一） 精度调试的概述
三坐标测量机的精度调试又叫精度补偿。在装配机器的时候机器的X、Y、Z三个轴不可能两两垂直正好为90°的。装好机器后首先我们要进行的是打表，通过标准件来大致调好它三个轴的垂直度。我们都知道三坐标测量机的特点要求最高的就是高精度(达到μm级)，所以单靠这样的精度调节是远远不够的。要想跟高的提高测量机的精度还需要通过软件的参数补偿来提高机器的精度，使其达到要求的精度标准。
（二） 软件的参数补偿
软件的参数补偿主要有两大步骤：首先，通过激光干涉仪来对机器进行激光补偿（通常叫做打激光）；其次，通过打量块来对机器进行量块补偿（通常叫做打量块）。
1. 激光补偿
激光补偿就是利用激光干涉仪来打激光，从而检测出机器的偏差来进行补偿的。
2. 量块补偿
量块补偿就是利用测量机打量块打出来的数据，根据超差值来进行补偿的。它的补偿是以激光补偿的参数为基础的，他也就是最终的补偿。
三、三坐标测量机打量块补偿的简单论述
(一) 所打量块机器的简介
该机器型号为Croma564。Croma是机器的型号，564是机器的行程500、600、400（单位：mm），该机器的结构类型为活动桥式三坐标测量机，见图1-2、1-3。
（二） 打量块的要求及补偿值
1. 环境要求
打量块对环境的要求非常高，需要在恒温室里去完成。室内温度为20±1℃、湿度为45﹪-75﹪。
2. 量块规格要求
量块一般需要5块，由于该机器行程较小，所以选择的量块规格为300.0009、250.0002、199.9995、150.0004、30.0002，见图1-4。
3. 量块补偿的补偿值
量块补偿共有13项补偿值，线性值X、Y、Z；垂直度值XYR、XYT、YZR、YZT、XZR、XZT；空间值K1、K2、K3、K4。
线性值就是各个轴自身的直线度，垂直度值就是各个轴两两之间的垂直度，空间值就相当于立方体的四个对角线的直线度。
四、三坐标测量机打量块的全过程
【摘要】
通过对企业中的“三坐标测量机”进行量块补偿手段的分析，PC-DMIS软件、Plotvolcomp软件和SkewSquare软件的熟练运用以及如何使用三坐标测量仪，使自己对三坐标测量机量块补偿的整个过程有了进一步的了解，并且也使自己的动手能力有了很大的提高。文章论述了三坐标测量机量块补偿的整个过程以及打量块时的PC-DMIS程序。
*查看完整论文请+Q: 351916072
关键字:】三坐标测量机的量块补偿、PC-DMIS软件、Plotvolcomp软件、SkewSquare软件、打量块
引言 1
一、三坐标测量机简介 2
（一） 三坐标测量技术概述 2
（二） 测量机的基本组成 2
（三） 控制系统 3
（四） 三坐标测量软件 3
（五） 探测系统 3
（六） 三坐标测量机的特点 3
二、三坐标测量机的精度调试 3
（一） 精度调试的概述 3
（二） 软件的参数补偿 4
三、三坐标测量机打量块补偿的简单论述 4
（一） 所打量块机器的简介 4
（二） 打量块的要求及补偿值 5
四、三坐标测量机打量块的全过程 6
（一） CMM的启动 6
（二）加载测头和校验测头 7
（三） 打量块 11
五、做精度报告 21
小 结 22
参考文献 23
谢 辞 24
引言
思瑞测量技术（深圳）有限公司是由海克斯康计量技术集团（Hexagon Metrology AB）控股的一家从事研发，生产及销售精密坐标测量机，影像测量机，高度测量仪等专业计量设备与仪器的合资企业。海克斯康，是全球领先的测量技术集团，也是全球一维、二维、三维几何与空间测量领域的领导者；为客户提供全面而快速的技术手段以获得精准的测量数据或海量数据。从2012年10月初进入思瑞从事三坐标测量机精度调试工作已经快一个月了，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三坐标测量机的精度调试工作。该工作的要求极高。在老师和工程师的指导下，解决了在精度调试中遇到的一些问题。下面针对三坐标测量机量块补偿方案作简单的介绍。
一、三坐标测量机简介
（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。坐标测量机
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。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
（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、计算机（测量软件）部分，见图1-1。
图1-1 三坐标测量机的组成
（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，应变片式触发测头，压电陶瓷触发测头。
（六） 三坐标测量机的特点
三坐标测量机的特点是高精度(达到μm级)、高效率(数十、数百倍于传统测量手段)、万能性(可代替多种长度计量仪器).因而多用于产品测绘,复杂型面检测,工夹具测量,研制过程中间测量,CNC机床或柔性生产线在线测量等方面;只要测量机的测头能够瞄准(或感受)到的地方(接触式或非接触式均可),就可测出它们的几何尺寸和相互位置关系,并借助于测量软件和计算机完成数据处理。
二、三坐标测量机的精度调试
（一） 精度调试的概述
三坐标测量机的精度调试又叫精度补偿。在装配机器的时候机器的X、Y、Z三个轴不可能两两垂直正好为90°的。装好机器后首先我们要进行的是打表，通过标准件来大致调好它三个轴的垂直度。我们都知道三坐标测量机的特点要求最高的就是高精度(达到μm级)，所以单靠这样的精度调节是远远不够的。要想跟高的提高测量机的精度还需要通过软件的参数补偿来提高机器的精度，使其达到要求的精度标准。
（二） 软件的参数补偿
软件的参数补偿主要有两大步骤：首先，通过激光干涉仪来对机器进行激光补偿（通常叫做打激光）；其次，通过打量块来对机器进行量块补偿（通常叫做打量块）。
1. 激光补偿
激光补偿就是利用激光干涉仪来打激光，从而检测出机器的偏差来进行补偿的。
2. 量块补偿
量块补偿就是利用测量机打量块打出来的数据，根据超差值来进行补偿的。它的补偿是以激光补偿的参数为基础的，他也就是最终的补偿。
三、三坐标测量机打量块补偿的简单论述
(一) 所打量块机器的简介
该机器型号为Croma564。Croma是机器的型号，564是机器的行程500、600、400（单位：mm），该机器的结构类型为活动桥式三坐标测量机，见图1-2、1-3。
（二） 打量块的要求及补偿值
1. 环境要求
打量块对环境的要求非常高，需要在恒温室里去完成。室内温度为20±1℃、湿度为45﹪-75﹪。
2. 量块规格要求
量块一般需要5块，由于该机器行程较小，所以选择的量块规格为300.0009、250.0002、199.9995、150.0004、30.0002，见图1-4。
3. 量块补偿的补偿值
量块补偿共有13项补偿值，线性值X、Y、Z；垂直度值XYR、XYT、YZR、YZT、XZR、XZT；空间值K1、K2、K3、K4。
线性值就是各个轴自身的直线度，垂直度值就是各个轴两两之间的垂直度，空间值就相当于立方体的四个对角线的直线度。
四、三坐标测量机打量块的全过程
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