① 三坐標測量儀初步知識
一、三坐標測量機的產生
三坐標測量機(Coordinate Measuring Machining,簡稱CMM)是20世紀60年代發展起來的一種新型高效的精密測量儀器。它的出現,一方面是由於自動機床、數控機床高效率加工以及越來越多復雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設備與之配套;另一方面是由於電子技術、計算機技術、數字控制技術以及精密加工技術的發展為三坐標測量機的產生提供了技術基礎。1960年,英國FERRANTI公司研製成功世界上第一台三坐標測量機,到20世紀60年代末,已有近十個國家的三十多家公司在生產CMM,不過這一時期的CMM尚處於初級階段。進入20世紀80年代後,以ZEISS、LEITZ、DEA、LK、三豐、SIP、FERRANTI、MOORE等為代表的眾多公司不斷推出新產品,使得CMM的發展速度加快。現代CMM不僅能在計算機控制下完成各種復雜測量,而且可以通過與數控機床交換信息,實現對加工的控制,並且還可以根據測量數據,實現反求工程。目前,CMM已廣泛用於機械製造業、汽車工業、電子工業、航空航天工業和國防工業等各部門,成為現代工業檢測和質量控制不可缺少的萬能測量設備。
二、三坐標測量機的組成及工作原理
(一)CMM的組成
三坐標測量機是典型的機電一體化設備,它由機械繫統和電子系統兩大部分組成。
(1)機械繫統:一般由三個正交的直線運動軸構成。如圖9-1所示結構中,X向導軌系統裝在工作台上,移動橋架橫梁是Y向導軌系統,Z向導軌系統裝在中央滑架內。三個方向軸上均裝有光柵尺用以度量各軸位移值。人工驅動的手輪及機動、數控驅動的電機一般都在各軸附近。用來觸測被檢測零件表面的測頭裝在Z軸端部。
(2)電子系統:一般由光柵計數系統、測頭信號介面和計算機等組成,用於獲得被測坐標點數據,並對數據進行處理。
(二)CMM的工作原理
三坐標測量機是基於坐標測量的通用化數字測量設備。它首先將各被測幾何元素的測量轉化為對這些幾何元素上一些點集坐標位置的測量,在測得這些點的坐標位置後,再根據這些點的空間坐標值,經過數學運算求出其尺寸和形位誤差。如圖9-2所示,要測量工件上一圓柱孔的直徑,可以在垂直於孔軸線的截面I內,觸測內孔壁上三個點(點1、2、3),則根據這三點的坐標值就可計算出孔的直徑及圓心坐標OI;如果在該截面內觸測更多的點(點1,2,…,n,n為測點數),則可根據最小二乘法或最小條件法計算出該截面圓的圓度誤差;如果對多個垂直於孔軸線的截面圓(I,II,…,m,m為測量的截面圓數)進行測量,則根據測得點的坐標值可計算出孔的圓柱度誤差以及各截面圓的圓心坐標,再根據各圓心坐標值又可計算出孔軸線位置;如果再在孔端面A上觸測三點,則可計算出孔軸線對端面的位置度誤差。由此可見,CMM的這一工作原理使得其具有很大的通用性與柔性。從原理上說,它可以測量任何工件的任何幾何元素的任何參數。
三、三坐標測量機的分類
(一)按CMM的技術水平分類
1.數字顯示及列印型
這類CMM主要用於幾何尺寸測量,可顯示並列印出測得點的坐標數據,但要獲得所需的幾何尺寸形位誤差,還需進行人工運算,其技術水平較低,目前已基本被陶汰。
2.帶有計算機進行數據處理型
這類CMM技術水平略高,目前應用較多。其測量仍為手動或機動,但用計算機處理測量數據,可完成諸如工件安裝傾斜的自動校正計算、坐標變換、孔心距計算、偏差值計算等數據處理工作。
3.計算機數字控制型
這類CMM技術水平較高,可像數控機床一樣,按照編制好的程序自動測量。
(二)按CMM的測量范圍分類
1.小型坐標測量機
這類CMM在其最長一個坐標軸方向(一般為X軸方向)上的測量范圍小於500mm,主要用於小型精密模具、工具和刀具等的測量。
2.中型坐標測量機
這類CMM在其最長一個坐標軸方向上的測量范圍為500~2000mm,是應用最多的機型,主要用於箱體、模具類零件的測量。
3.大型坐標測量機
這類CMM在其最長一個坐標軸方向上的測量范圍大於2000mm,主要用於汽車與發動機外殼、航空發動機葉片等大型零件的測量。
(三)按CMM的精度分類
1.精密型CMM
其單軸最大測量不確定度小於1×10-6L(L為最大量程,單位為mm),空間最大測量不確定度小於(2~3)×10-6L,一般放在具有恆溫條件的計量室內,用於精密測量。
2.中、低精度CMM
低精度CMM的單軸最大測量不確定度大體在1×10-4L左右,空間最大測量不確定度為(2~3)×10-4L,中等精度CMM的單軸最大測量不確定度約為1×10-5L,空間最大測量不確定度為(2~3)×10-5L。這類CMM一般放在生產車間內,用於生產過程檢測。
(四)按CMM的結構形式分類
按照結構形式,CMM可分為移動橋式、固定橋式、龍門式、懸臂式、立柱式等,見下節。
第二節 三坐標測量機的機械結構
一、結構形式
三坐標測量機是由三個正交的直線運動軸構成的,這三個坐標軸的相互配置位置(即總體結構形式)對測量機的精度以及對被測工件的適用性影響較大。
二、工作台
早期的三坐標測量機的工作台一般是由鑄鐵或鑄鋼製成的,但近年來,各生產廠家已廣泛採用花崗岩來製造工作台,這是因為花崗岩變形小、穩定性好、耐磨損、不生銹,且價格
低廉、易於加工。有些測量機裝有可升降的工作台,以擴大Z軸的測量范圍,還有些測量機備有旋轉工作台,以擴大測量功能。
三、導軌
導軌是測量機的導向裝置,直接影響測量機的精度,因而要求其具有較高的直線性精度。在三坐標測量機上使用的導軌有滑動導軌、滾動導軌和氣浮導軌,但常用的為滑動導軌和氣浮導軌,滾動導軌應用較少,因為滾動導軌的耐磨性較差,剛度也較滑動導軌低。在早期的三坐標測量機中,許多機型採用的是滑動導軌。滑動導軌精度高,承載能力強,但摩擦阻力大,易磨損,低速運行時易產生爬行,也不易在高速下運行,有逐步被氣浮導軌取代的趨勢。目前,多數三坐標測量機已採用空氣靜壓導軌(又稱為氣浮導軌、氣墊導軌),它具有許多優點,如製造簡單、精度高、摩擦力極小、工作平穩等。
氣浮技術的發展使三坐標測量機在加工周期和精度方面均有很大的突破。目前不少生產廠在尋找高強度輕型材料作為導軌材料,有些生產廠已選用陶瓷或高膜量型的碳素纖維作為移動橋架和橫樑上運動部件的材料。另外,為了加速熱傳導,減少熱變形,ZEISS公司採用帶塗層的抗時效合金來製造導軌,使其時效變形極小且使其各部分的溫度更加趨於均勻一致,從而使整機的測量精度得到了提高,而對環境溫度的要求卻又可以放寬些。
第三節 三坐標測量機的測量系統
三坐標測量機的測量系統由標尺系統和測頭系統構成,它們是三坐標測量機的關鍵組成部分,決定著CMM測量精度的高低。
一、標尺系統
標尺系統是用來度量各軸的坐標數值的,目前三坐標測量機上使用的標尺系統種類很多,它們與在各種機床和儀器上使用的標尺系統大致相同,按其性質可以分為機械式標尺系統(如精密絲杠加微分鼓輪,精密齒條及齒輪,滾動直尺)、光學式標尺系統(如光學讀數刻線尺,光學編碼器,光柵,激光干涉儀)和電氣式標尺系統(如感應同步器,磁柵)。根據對國內外生產CMM所使用的標尺系統的統計分析可知,使用最多的是光柵,其次是感應同步器和光學編碼器。有些高精度CMM的標尺系統採用了激光干涉儀。
二、測頭系統
(一)測頭
三坐標測量機是用測頭來拾取信號的,因而測頭的性能直接影響測量精度和測量效率,沒有先進的測頭就無法充分發揮測量機的功能。在三坐標測量機上使用的測頭,按結構原理可分為機械式、光學式和電氣式等;而按測量方法又可分為接觸式和非接觸式兩類。
1.機械接觸式測頭
機械接觸式測頭為剛性測頭,根據其觸測部位的形狀,可以分為圓錐形測頭、圓柱形測頭、球形測頭、半圓形測頭、點測頭、V型塊測頭等(如圖9-5所示)。這類測頭的形狀簡單,製造容易,但是測量力的大小取決於操作者的經驗和技能,因此測量精度差、效率低。目前除少數手動測量機還採用此種測頭外,絕大多數測量機已不再使用這類測頭。
2.電氣接觸式測頭
電氣接觸式測頭目前已為絕大部分坐標測量機所採用,按其工作原理可分為動態測頭和靜態測頭。
(1)動態測頭
測桿安裝在芯體上,而芯體則通過三個沿圓周1200分布的鋼球安放在三對觸點上,當測桿沒有受到測量力時,芯體上的鋼球與三對觸點均保持接觸,當測桿的球狀端部與工件接觸時,不論受到X、Y、Z哪個方向的接觸力,至少會引起一個鋼球與觸點脫離接觸,從而引起電路的斷開,產生階躍信號,直接或通過計算機控制采樣電路,將沿三個軸方向的坐標數據送至存儲器,供數據處理用。
可見,測頭是在觸測工件表面的運動過程中,瞬間進行測量采樣的,故稱為動態測頭,也稱為觸發式測頭。動態測頭結構簡單、成本低,可用於高速測量,但精度稍低,而且動態測頭不能以接觸狀態停留在工件表面,因而只能對工件表面作離散的逐點測量,不能作連續的掃描測量。目前,絕大多數生產廠選用英國RENISHAW公司生產的觸發式測頭。
(2)靜態測頭
靜態測頭除具備觸發式測頭的觸發采樣功能外,還相當於一台超小型三坐標測量機。測頭中有三維幾何量感測器,在測頭與工件表面接觸時,在X、Y、Z三個方向均有相應的位移量輸出,從而驅動伺服系統進行自動調整,使測頭停在規定的位移量上,在測頭接近靜止的狀態下採集三維坐標數據,故稱為靜態測頭。靜態測頭沿工件表面移動時,可始終保持接觸狀態,進行掃描測量,因而也稱為掃描測頭。其主要特點是精度高,可以作連續掃描,但製造技術難度大,采樣速度慢,價格昂貴,適合於高精度測量機使用。目前由LEITZ、ZEISS和KERRY等廠家生產的靜態測頭均採用電感式位移感測器,此時也將靜態測頭稱為三向電感測頭。圖9-7為ZEISS公司生產的雙片簧層疊式三維電感測頭的結構。
測頭採用三層片簧導軌形式,三個方向共有三層,每層由兩個片簧懸吊。轉接座17藉助兩個X向片簧16構成的平行四邊形機構可作X向運動。該平行四邊形機構固定在由Y向片簧1構成的平行四邊形機構的下方,藉助片簧1,轉接座可作Y向運動。Y向平行四邊形機構固定在由Z向片簧3構成的平行四邊形機構的下方,依靠它的片簧,轉接座可作Z向運動。為了增強片簧的剛度和穩定性,片簧中間為金屬夾板。為保證測量靈敏、精確,片簧不能太厚,一般取0.1mm。由於Z向導軌是水平安裝,故用三組彈簧2、14、15加以平衡。可調彈簧14的上方有一螺紋調節機構,通過平衡力調節微電機10轉動平衡力調節螺桿11,使平衡力調節螺母套13產生升降來自動調整平衡力的大小。為了減小Z向彈簧片受剪切力而產生變位,設置了彈簧2和15,分別用於平衡測頭Y向和X向部件的自重。
在每一層導軌中各設置有三個部件:①鎖緊機構:如圖9-7b所示,在其定位塊24上有一凹槽,與鎖緊杠桿22上的鎖緊鋼球23精確配合,以確定導軌的「零位」。在需打開時,可讓電機20反轉一角度,則此時該向導軌處於自由狀態。需鎖緊時,再使電機正轉一角度即可。②位移感測器:用以測量位移量的大小,如圖9-7c所示,在兩層導軌上,一面固定磁芯27,另一面固定線圈26和線圈支架25。③阻尼機構:用以減小高解析度測量時外界振動的影響。如圖9-7d所示,在作相對運動的上阻尼支架28和下阻尼支架31上各固定阻尼片29和30,在兩阻尼片間形成毛細間隙,中間放入粘性硅油,使兩層導軌在運動時,產生阻尼力,避免由於片簧機構過於靈敏而產生振盪。
(3)光學測頭
在多數情況下,光學測頭與被測物體沒有機械接觸,這種非接觸式測量具有一些突出優點,主要體現在:1)由於不存在測量力,因而適合於測量各種軟的和薄的工件;2)由於是非接觸測量,可以對工件表面進行快速掃描測量;3)多數光學測頭具有比較大的量程,這是一般接觸式測頭難以達到的;4)可以探測工件上一般機械測頭難以探測到的部位。近年來,光學測頭發展較快,目前在坐標測量機上應用的光學測頭的種類也較多,如三角法測頭、激光聚集測頭、光纖測頭、體視式三維測頭、接觸式光柵測頭等。下面簡要介紹一下三角法測頭的工作原理。(二)測頭附件
為了擴大測頭功能、提高測量效率以及探測各種零件的不同部位,常需為測頭配置各種附件,如測端、探針、連接器、測頭回轉附件等。
1.測端
對於接觸式測頭,測端是與被測工件表面直接接觸的部分。對於不同形狀的表面需要採用不同的測端。圖9-9為一些常見的測端形狀。
2.探針
探針是指可更換的測桿。在有些情況下,為了便於測量,需選用不同的探針。探針對測量能力和測量精度有較大影響,在選用時應注意:1)在滿足測量要求的前提下,探針應盡量短;2)探針直徑必須小於測端直徑,在不發生干涉條件下,應盡量選大直徑探針;3)在需要長探針時,可選用硬質合金探針,以提高剛度。若需要特別長的探針,可選用質量較輕的陶瓷探針。
3.連接器
為了將探針連接到測頭上、測頭連接到回轉體上或測量機主軸上,需採用各種連接器。常用的有星形探針連接器、連接軸、星形測頭座等。
4.回轉附件
對於有些工件表面的檢測,比如一些傾斜表面、整體葉輪葉片表面等,僅用與工作台垂直的探針探測將無法完成要求的測量,這時就需要藉助一定的回轉附件,使探針或整個測頭回轉一定角度再進行測量,從而擴大測頭的功能。
常用的回轉附件為如圖9-11a所示的測頭回轉體。它可以繞水平軸A和垂直軸B回轉,在它的回轉機構中有精密的分度機構,其分度原理類似於多齒分度盤。在靜盤中有48根沿圓周均勻分布的圓柱,而在動盤中有與之相應的48個鋼球,從而可實現以7.5o為步距的轉位。它繞垂直軸的轉動范圍為360o,共48個位置,繞水平軸的轉動范圍為0o~105o,共15個位置。由於在繞水平軸轉角為0o(即測頭垂直向下)時,繞垂直軸轉動不改變測端位置,這樣測端在空間一共可有48×14+1=673個位置。能使測頭改變姿態,以擴展從各個方向接近工件的能力。目前在測量機上使用較多的測頭回轉體為RENISHAW公司生產的各種測頭回轉體,
第四節 三坐標測量機的控制系統
一、控制系統的功能
控制系統是三坐標測量機的關鍵組成部分之一。其主要功能是:讀取空間坐標值,控制測量瞄準系統對測頭信號進行實時響應與處理,控制機械繫統實現測量所必需的運動,實時監控坐標測量機的狀態以保障整個系統的安全性與可靠性等。
二、控制系統的結構
按自動化程度分類,坐標測量機分為手動型、機動型和CNC型。早期的坐標測量機以手動型和機動型為主,其測量是由操作者直接手動或通過操縱桿完成各個點的采樣,然後在計算機中進行數據處理。隨著計算機技術及數控技術的發展,CNC型控制系統變得日益普及,它是通過程序來控制坐標測量機自動進給和進行數據采樣,同時在計算機中完成數據處理。
1.手動型與機動型控制系統
這類控制系統結構簡單,操作方便,價格低廉,在車間中應用較廣。這兩類坐標測量機的標尺系統通常為光柵,測頭一般採用觸發式測頭。其工作過程是:每當觸發式測頭接觸工件時,測頭發出觸發信號,通過測頭控制介面向CPU發出一個中斷信號,CPU則執行相應的中斷服務程序,實時地讀出計數介面單元的數值,計算出相應的空間長度,形成采樣坐標值X、Y和Z,並將其送入采樣數據緩沖區,供後續的數據處理使用。
2.CNC型控制系統
CNC型控制系統的測量進給是計算機控制的。它可以通過程序對測量機各軸的運動進行控制以及對測量機運行狀態進行實時監測,從而實現自動測量。另外,它也可以通過操縱桿進行手工測量。CNC型控制系統又可分為集中控制與分布控制兩類。
(1)集中控制
集中控制由一個主CPU實現監測與坐標值的采樣,完成主計算機命令的接收、解釋與執行、狀態信息及數據的回送與實時顯示、控制命令的鍵盤輸入及安全監測等任務。它的運動控制是由一個獨立模塊完成的,該模塊是一個相對獨立的計算機系統,完成單軸的伺服控制、三軸聯動以及運動狀態的監測。從功能上看,運動控制CPU既要完成數字調節器的運算,又要進行插補運算,運算量大,其實時性與測量進給速度取決於CPU的速度。
(2)分布式控制
分布式控制是指系統中使用多個CPU,每個CPU完成特定的控制,同時這些CPU協調工作,共同完成測量任務,因而速度快,提高了控制系統的實時性。另外,分布式控制的特點是多CPU並行處理,由於它是單元式的,故維修方便、便於擴充。如要增加一個轉台只需在系統中再擴充一個單軸控制單元,並定義它在匯流排上的地址和增加相應的軟體就可以了。
三、測量進給控制
手動型以外的坐標測量機是通過操縱桿或CNC程序對伺服電機進行速度控制,以此來控制測頭和測量工作台按設定的軌跡作相對運動,從而實現對工件的測量。三坐標測量機的測量進給與數控機床的加工進給基本相同,但其對運動精度、運動平穩性及響應速度的要求更高。三坐標測量機的運動控制包括單軸伺服控制和多軸聯動控制。單軸伺服控制較為簡單,各軸的運動控制由各自的單軸伺服控制器完成。但當要求測頭在三維空間按預定的軌跡相對於工件運動時,則需要CPU控制三軸按一定的演算法聯動來實現測頭的空間運動,這樣的控制由上述單軸伺服控制及插補器共同完成。在三坐標測量機控制系統中,插補器由CPU程序控制來實現。根據設定的軌跡,CPU不斷地向三軸伺服控制系統提供坐標軸的位置命令,單軸伺服控制系統則不斷地跟蹤,從而使測頭一步一步地從起始點向終點運動。
四、控制系統的通信
控制系統的通信包括內通信和外通信。內通信是指主計算機與控制系統兩者之間相互傳送命令、參數、狀態與數據等,這些是通過聯接主計算機與控制系統的通信匯流排實現的。外通信則是指當CMM作為FMS系統或CIMS系統中的組成部分時,控制系統與其它設備間的通信。目前用於坐標測量機通信的主要有串列RS-232標准與並行IEEE-488標准。
第五節 三坐標測量機的軟體系統
現代三坐標測量機都配備有計算機,由計算機來採集數據,通過運算輸出所需的測量結果。其軟體系統功能的強弱直接影響到測量機的功能。因此各坐標測量機生產廠家都非常重視軟體系統的研究與開發,在這方面投入的人力和財力的比例在不斷增加。下面對在三坐標測量機中使用的軟體作簡要介紹。
一、編程軟體
為了使三坐標測量機能實現自動測量,需要事前編制好相應的測量程序。而這些測量程序的編制有以下幾種方式。
(一)圖示及窗口編程方式
圖示及窗口編程是最簡單的方式,它是通過圖形菜單選擇被測元素,建立坐標系,並通過「窗口」提示選擇操作過程及輸入參數,編制測量程序。該方式僅適用於比較簡單的單項幾何元素測量的程序編制。
(二)自學習編程方式
這種編程方式是在CNC測量機上,由操作者引導測量過程,並鍵入相應指令,直到完成測量,而由計算機自動記錄下操作者手動操作的過程及相關信息,並自動生成相應的測量程序,若要重復測量同種零件,只需調用該測量程序,便可自動完成以前記錄的全部測量過程。該方式適合於批量檢測,也屬於比較簡單的編程方式。
(三)離線編程
這種方式是採用三坐標測量機生產廠家提供的專用測量機語言在其它通用計算機上預先編制好測量程序,它與坐標測量機的開啟無關。編制好程序後再到測量機上試運行,若發現錯誤則進行修改。其優點是能解決很復雜的測量工作,缺點是容易出錯。
(四)自動編程
在計算機集成製造系統中,通常由CAD/CAM系統自動生成測量程序。三坐標測量機一方面讀取由CAD系統生成的設計圖紙數據文件,自動構造虛擬工件,另一方面接受由CAM加工出的實際工件,並根據虛擬工件自動生成測量路徑,實現無人自動測量。這一過程中的測量程序是完全由系統自動生成的。
二、測量軟體包
測量軟體包可含有許多種類的數據處理程序,以滿足各種工程需要。一般將三坐標測量機的測量軟體包分為通用測量軟體包和專用測量軟體包。通用測量軟體包主要是指針對點、線、面、圓、圓柱、圓錐、球等基本幾何元素及其形位誤差、相互關系進行測量的軟體包。通常各三坐標測量機都配置有這類軟體包。專用測量軟體包是指坐標測量機生產廠家為了提高對一些特定測量對象進行測量的測量效率和測量精度而開發的各類測量軟體包。如有不少三坐標測量機配備有針對齒輪、凸輪與凸輪軸、螺紋、曲線、曲面等常見零件和表面測量的專用測量軟體包。在有的測量機中,還配備有測量汽車車身、發動機葉片等零件的專用測量軟體包。
三、系統調試軟體
用於調試測量機及其控制系統,一般具有以下軟體。
(1)自檢及故障分析軟體包:用於檢查系統故障並自動顯示故障類別;
(2)誤差補償軟體包:用於對三坐標測量機的幾何誤差進行檢測,在三坐標測量機工作時,按檢測結果對測量機誤差進行修正;
(3)系統參數識別及控制參數優化軟體包:用於CMM控制系統的總調試,並生成具有優化參數的用戶運行文件;
(4)精度測試及驗收測量軟體包:用於按驗收標准測量檢具。
四、系統工作軟體
測量軟體系統必須配置一些屬於協調和輔助性質的工作軟體,其中有些是必備的,有些用於擴充功能。
(1)測頭管理軟體:用於測頭校準、測頭旋轉控制等;
(2)數控運行軟體:用於測頭運動控制;
(3)系統監控軟體:用於對系統進行監控(如監控電源、氣源等);
(4)編譯系統軟體:用此程序編譯,生成運行目標碼;
(5)DMIS介面軟體:用於翻譯DMIS格式文件;
(6)數據文件管理軟體:用於各類文件管理;
(7)聯網通訊軟體:用於與其他計算機實現雙向或單向通訊。
② 通常講的三坐標,五坐標機床主要指什麼希望詳細點
數控機床的坐標系
作者:佚名 文章來源:不詳 點擊數:1328 更新時間:2006-11-3 13:55:57
一.確定原則(JB3052-82)
1.刀具相對靜止、工件運動的原則:這樣編程人員在不知是刀具移近工件還是工件移近刀具的情況下,就可以依據零件圖紙,確定加工的過程。
2.標准坐標系原則:即機床坐標系確定機床上運動的大小與方向,以完成一系列的成形運動和輔助運動。
3.運動方向的原則:數控機床的某一部件運動的正方向,是增大工件與刀具距離的方向。
二.坐標的確定
1.Z坐標
標准規定,機床傳遞切削力的主軸軸線為Z坐標(如:銑床、鑽床、車床、磨床等);如果機床有幾個主軸,則選一垂直於裝夾平面的主軸作為主要主軸;如機床沒有主軸(龍門刨床),則規定垂直於工件裝夾平面為Z軸。
2.X坐標
X坐標一般是水平的,平行於裝夾平面。對於工件旋轉的機床(如車、磨床等),X坐標的方向在工件的徑向上;對於刀具旋轉的機床則作如下規定:
當Z軸水平時,從刀具主軸後向工件看,正X為右方向。
當Z軸處於鉛垂面時,對於單立柱式,從刀具主軸後向工件看,正X為右方向;龍門式,從刀具主軸右側看,正X為右方向。
3.Y、A、B、C及U、V、W等坐標
由右手笛卡兒坐標系來確定Y坐標,A,B,C表示繞X,Y,Z坐標的旋轉運動,正方向按照右手螺旋法則(見圖1)。
若有第二直角坐標系,可用U、V、W表示。
4.坐標方向判定
當某一坐標上刀具移動時,用不加撇號的字母表示該軸運動的正方向;當某一坐標上工件移動時,則用加撇號的字母(例如:A』、X』等)表示。加與不加撇號所表示的運動方向正好相反。
其他相關資料還有:
數控機床坐標軸的規定
http://www.icad.com.cn/wencui/ShowArticle.asp?ArticleID=19781
機床坐標系簡介
http://www.c-cnc.com/news/news.asp?id=21892
③ 什麼是三坐標測量機
三坐標測量機 (Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內,能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器,又稱為三坐標測量儀或三次元。三坐標測量儀的結構以下來源於中國儀器超市( www.cimart.com.cn)的資料:三坐標測量儀有不同的操作需求、測量范圍和測量精度,這些對選用三坐標測量儀是很重要的。各種類型的三坐標測量儀結構外形敘述如下:1. 移動橋架型 (Moving bridge type)移動橋架型,為最常用的三坐標測量儀的結構, 軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿水平梁在 方向移動,此水平梁垂直 軸且被兩支柱支撐於兩端,梁與支柱形成「橋架」,橋架沿著兩個在水平面上垂直 和 軸的導槽在 軸方向移動。因為梁的兩端被支柱支撐,所以可得到最小的撓度,且比懸臂型有較高的精度。2. 床式橋架型 (Bridge bed type)床式橋架型, 軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿著垂直 軸的梁而移動,而梁沿著兩水平導軌在 軸方向移動,導軌位於支柱的上表面,而支柱固定在機械本體上。此型與移動橋架型一樣,梁的兩端被支撐,因此梁的撓度為最少。此型比懸臂型的精度好,因為只有梁在 軸方向移動,所以慣性比全部橋架移動時為小,手動操作時比移動橋架型較容易。3. 柱式橋架型 (Gantry type)柱式橋架型,與床式橋架型式比較時,柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門型,比床式橋架型有較大且更好的剛性,大部分用在較大型的三坐標測量儀上。各軸都以馬達驅動,測量范圍很大,操作者可以在橋架內工作。4. 固定橋架型 (Fixed bridge type)固定橋架型,軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿著垂直 軸的水平橫樑上做 方向移動。橋架 ( 支柱 ) 被固定在機器本體上,測量台沿著水平平面的導軌作 軸方向的移動,且垂直於 和 軸。每軸皆由馬達來驅動,可確保位置精度,此機型不適合手動操作。5. L 形橋架型 (L-Shpaed bridge type)L 形橋架型,這個設計乃是為了使橋架在 軸移動時有最小的慣性而作的改變。它與移動橋架型相比較,移動組件的慣性較少,因此操作較容易,但剛性較差。6. 軸移動懸臂型 (Fixed table cantilever arm type) 軸移動懸臂型, 軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿著垂直 軸的水平懸臂梁在 軸方向移動,懸臂梁沿著在水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直於 軸和 軸。此型為三邊開放,容易裝拆工件,且工件可以伸出檯面即可容納較大工件,但因懸臂會造成精度不高。此型早期很盛行,現在已不普遍。7. 單支柱移動型 (Moving table cantilever arm type)單支柱移動型, 軸為主軸在垂直方向移動,支柱整體沿著水平面的導槽在 軸上移動,且垂直 軸,而 軸連接於支柱上。測量台沿著水平面的導槽在 軸上移動,且垂直 軸和 軸。此型測量檯面、支柱等具很好的剛性,因此變形少,且各軸的線性刻度尺與測量軸較接近,以符合阿貝定理。8. 單支柱 測量台移動型 (Single column xy table type)單支柱 測量台移動型, 軸為主軸在垂直方向移動,支柱上附有 軸導槽,支柱被固定在測量儀本體上。測量時,測量台在水平面上沿著 軸和 軸方向作移動。9. 水平臂測量台移動型 (Moving table horizontal arm type)水平臂測量台移動型,廂形架支撐水平臂沿著垂直的支柱在垂直 ( 軸 ) 的方向移動。探頭裝在水平方向的懸臂上,支柱沿著水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直 軸,測量台沿著水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直於 軸和 軸。這是水平懸臂型的改良設計,為了消除水平臂在 軸方向,因伸出或縮回所產生的撓度。10. 水平臂測量台固定型 (Fixed table horizontal arm type)水平臂測量台固定型,其構造與測量台移動型相似。此型測量台固定, 、 軸均在導槽內移動,測量時支柱在 軸的導槽移動,而 軸滑動檯面在垂直軸方向移動。11. 水平臂移動型 (Moving ram horizotal arm type)水平臂移動型, 軸懸臂在水平方向移動,支撐水平臂的廂形架沿著支柱在 軸方向移動,而支柱垂直 軸。支柱沿著水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直 軸和 軸,故不適合高精度的測量。除非水平臂在伸出或回收時,對因重量而造成的誤差有所補償。目前應用在車輛檢驗工作。12. 閉環橋架型 (Ring bridge type)閉環橋架型,由於它的驅動方式在工作台中心,可減少因橋架移動所造成沖擊,為所有三坐標測量儀中最穩定的一種。名 稱: 三坐標測量機 測量范圍(mm)X: 600 測量范圍(mm)Y: 500 測量范圍(mm)Z: 400 探測系統: MH20i(接觸式)玻璃工作台、頂、底光源、從CCD、NIKON5X物鏡 解析度: 0.1μm 示值誤差(μm): 2.5+L/300(光學式)1.6+L/300(接觸式) 探測誤差(μm): 2.0 NCF系列測量機設計封閉框架結構,工作台移動組成,特有的技術。其先進的機械結構設計確保了系統整體的高精度及高穩定性,並將接觸式測頭、光學式測頭及激光掃描測頭等多種測頭模式集為一體,以確保完成幾乎所有的測量任務。先進的高精度CCD成像技術與先進的圖像處理技術完美結合,可實現特殊的測量要求具有計算機編程式控制制光學照明(頂光、底光和環形光)技術,是工件表面照明均勻,提高了測量的高精度和可靠性。三軸在機械上相互獨立,運動互不幹擾,從而確保了系統的高穩定性。 Y軸運動採用中央驅動,避免了Y向運動中的偏擺研潤企業生產,提高了Y軸的運動精度三軸導軌均採用優質花崗岩,使三軸具有相同的溫度特性,因而具有良好的溫度穩定性、抗實效變形能力,鋼性好、動態幾何誤差變形最小。三軸導軌均採用自潔式預載荷高精度空氣軸承,運動更平穩。光柵的布置接近被測工件,遵循了阿貝誤研潤企業生產差原理,減小了系統誤差。驅動系統採用進口高性能直流伺服電機、進口摩擦桿傳動裝置,確保傳動更快捷、更精準、運動性能更佳。 Z軸採用氣缸平衡裝置,極大的提高了Z軸的定位精度及穩定性利用坐標測量技術、計算機測控技術及最先進的動態測量系統進行工件表面點的採集和數據處理。可使用雙旋轉測頭系統及不同側干、測頭的組合,配合各種通用或專用測量軟體,方便實現對三維工件的測量。結構簡單,數據採集快,操作簡便,使該機非常經濟適用。ML系列測量機設計採用鋼性好、質量輕的單邊高架移動橋式結構,為大中型測量機首選的機械設計形式,其顯著提高了Y軸導軌的運動精度並降低了移動橋框架的重量,提高了系統的運動性能,大幅降低了Y軸運動中的橫梁角擺現象,確保了系統的精度及穩定性。運用單邊高架技術提高了系統的結構剛性及穩定性。具有承載能力強、裝卸空間寬闊、便捷。三軸導軌均採用優質花崗岩,使三軸具有相同的溫度特性,因而研潤企業生產具有良好的溫度穩定性、抗實效變形能力,剛性好、動態幾何誤差變形最小。採用Y軸導軌上移技術,降低了橫梁的重量,顯著提高了系統運動性能。三軸導軌均採用自潔式預載荷高精度空氣軸承,運動更平穩。驅動系統採用進口高性能直流伺服電機、進口摩擦桿傳動裝置,確保傳動研潤企業生產更快捷、更精準、運動性能更佳。 Z軸採用氣缸平衡裝置,極大的提高了Z軸的定位精度及穩定性。控制系統採用德國高集成度SB-06、SB-08專用數控系統,從而大大的提高系統的性能、可靠性和抗干擾能力。軟體採用具有獨立知識產權的、功能強大的AUTOMET測量軟體包,其完善的測量功能和聯機功能,為用戶提供了完美的測量解決方案。
④ 三坐標數控機床一定能實現三坐標加工嘛何謂2.5坐標加工
三坐標(即三軸)數控機床不一定能實現三坐標聯動加工。
三軸聯動指的是三根軸同時運動進行加工,比如:銑螺紋就需要三軸聯動。
2.5軸聯動指的是:機床有三根軸,但是只能2軸聯動。2根軸聯動的時候,第3根軸不動。
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⑤ 精密測量的三坐標測量機
1、定義
三坐標測量機 (Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內,能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器,又稱為三坐標測量儀或三次元。
2、分類
三坐標測量儀有不同的操作需求、測量范圍和測量精度,這些對選用三坐標測量儀是很重要的。
根據中國儀器超市資料,按三坐標測量儀結構可分為如下幾類:
(1)移動橋架型 (Moving bridge type)
移動橋架型,為最常用的三坐標測量儀的結構, 軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿水平梁在 方向移動,此水平梁垂直 軸且被兩支柱支撐於兩端,梁與支柱形成「橋架」,橋架沿著兩個在水平面上垂直 和 軸的導槽在 軸方向移動。因為梁的兩端被支柱支撐,所以可得到最小的撓度,且比懸臂型有較高的精度。
(2) 床式橋架型 (Bridge bed type)
床式橋架型, 軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿著垂直 軸的梁而移動,而梁沿著兩水平導軌在 軸方向移動,導軌位於支柱的上表面,而支柱固定在機械本體上。此型與移動橋架型一樣,梁的兩端被支撐,因此梁的撓度為最少。此型比懸臂型的精度好,因為只有梁在 軸方向移動,所以慣性比全部橋架移動時為小,手動操作時比移動橋架型較容易。
(3) 柱式橋架型 (Gantry type)
柱式橋架型,與床式橋架型式比較時,柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門型,比床式橋架型有較大且更好的剛性,大部分用在較大型的三坐標測量儀上。各軸都以馬達驅動,測量范圍很大,操作者可以在橋架內工作。
(4) 固定橋架型 (Fixed bridge type)
固定橋架型,軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿著垂直 軸的水平橫樑上做 方向移動。橋架 ( 支柱 ) 被固定在機器本體上,測量台沿著水平平面的導軌作 軸方向的移動,且垂直於 和 軸。每軸皆由馬達來驅動,可確保位置精度,此機型不適合手動操作。
(5) L 形橋架型 (L-Shaped bridge type)
L 形橋架型,這個設計乃是為了使橋架在 軸移動時有最小的慣性而作的改變。它與移動橋架型相比較,移動組件的慣性較少,因此操作較容易,但剛性較差。
床式橋架型
(6) 軸移動懸臂型 (Fixed table cantilever arm type)
軸移動懸臂型, 軸為主軸在垂直方向移動,廂形架導引主軸沿著垂直 軸的水平懸臂梁在 軸方向移動,懸臂梁沿著在水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直於 軸和 軸。此型為三邊開放,容易裝拆工件,且工件可以伸出檯面即可容納較大工件,但因懸臂會造成精度不高。此型早期很盛行,現在已不普遍。
(7) 單支柱移動型 (Moving table cantilever arm type)
單支柱移動型, 軸為主軸在垂直方向移動,支柱整體沿著水平面的導槽在 軸上移動,且垂直 軸,而 軸連接於支柱上。測量台沿著水平面的導槽在 軸上移動,且垂直 軸和 軸。此型測量檯面、支柱等具很好的剛性,因此變形少,且各軸的線性刻度尺與測量軸較接近,以符合阿貝定理。
(8) 單支柱 測量台移動型 (Single column xy table type)
單支柱 測量台移動型, 軸為主軸在垂直方向移動,支柱上附有 軸導槽,支柱被固定在測量儀本體上。測量時,測量台在水平面上沿著 軸和 軸方向作移動。
(9)水平臂測量台移動型 (Moving table horizontal arm type)
水平臂測量台移動型,廂形架支撐水平臂沿著垂直的支柱在垂直 ( 軸 ) 的方向移動。探頭裝在水平方向的懸臂上,支柱沿著水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直 軸,測量台沿著水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直於 軸和 軸。這是水平懸臂型的改良設計,為了消除水平臂在 軸方向,因伸出或縮回所產生的撓度。
(10) 水平臂測量台固定型 (Fixed table horizontal arm type)
水平臂測量台固定型,其構造與測量台移動型相似。此型測量台固定, 、 軸均在導槽內移動,測量時支柱在 軸的導槽移動,而 軸滑動檯面在垂直軸方向移動。
(11) 水平臂移動型 (Moving arm horizotal arm type)
水平臂移動型, 軸懸臂在水平方向移動,支撐水平臂的廂形架沿著支柱在 軸方向移動,而支柱垂直 軸。支柱沿著水平面的導槽在 軸方向移動,且垂直 軸和 軸,故不適合高精度的測量。除非水平臂在伸出或回收時,對因重量而造成的誤差有所補償。目前應用在車輛檢驗工作。
(12) 閉環橋架型 (Ring bridge type)
閉環橋架型,由於它的驅動方式在工作台中心,可減少因橋架移動所造成沖擊,為所有三坐標測量儀中最穩定的一種。
3、配件
一般包含探針、控制器、加密鎖、測頭、測量軟體、校正球、計算機、軟體操作手冊、日常維護手冊、校正量具等 。
4、選定標准
製造業中的質量目標在於將零件的生產與設計要求保持一致。但是,保持生產過程的一致性要求對製造流程進行控制。建立和保持製造流程一致性最為有效的方法是准確地測量工件尺寸,獲得尺寸信息後,分析和反饋數據到生產過程中,使之成為持續提高產品質量的有效工具。
三坐標測量機是測量和獲得尺寸數據的最有效的方法之一,因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規,並把復雜的測量任務所需時間從小時減到分鍾,並快速准確地評價尺寸數據,為操作者提供關於生產過程狀況的有用信息。
如果一台坐標測量機正是你的工作所需,如何選擇最好的?首先要確定的是要購買那一種型號的三坐標測量機。根據測量機上測頭安置的方位,有三種基本類型:垂直式、水平式和攜帶型。
垂直式坐標測量機在垂直臂上安裝測頭。這種測量機的精度比水平式測量機要高,因為橋式結構比較穩固而且移動部件較少,使得它們具有更好的剛性和穩定性。垂直式三坐標測量機包含各種尺寸,可以測量從小齒輪到發動機箱體,甚至是商業飛機的機身。
水平式測量機把測頭安裝在水平軸上。它們一般應用於檢測大工件,如汽車的車身,以中等水平的精度檢測。
攜帶型測量機簡化了那些不能移到測量機上的工件和裝配件的測量,攜帶型測量機可以安裝在工件或裝配件上面甚至是裡面,這便允許了對於內部空間的測量,允許用戶在裝配現場測量,從而節省了了移動、運輸和測量單個工件的時間。
為使三坐標測量機保持穩固,在設計過程中,一般通過提高結構部件的橫截面、加大空氣軸承的距離、提高電機的驅動力量、基於重量和溫度性能優化選擇結構的材料來增加質量和剛性,提高測量精度、重復性及測量速度、加速度。這些原理也應用到一些水平式車間型坐標測量機上,這種系統把水平式測量機的靈活性和垂直式設計的高精度結合在一起。
水平測量的方向使得測量機在於水平式機床加工設備的搭配更為合理。它們尤其適合測量那些需要測量高精度測量的大的齒輪箱和發動機殼體。
轉台的加入使四個軸成為可能,雙臂配置也可實現,都可以測量到工件的各個方向。水平臂配置比較容易地裝卸工件,小型的、車間型的水平臂測量機適於高速生產應用過程中。
選擇一台適當的機器
坐標測量機可根據應用選擇有兩種方式:手動和自動。如果您只需要檢測幾何量和公差都比較簡單的工件,或測量各種小批量的不盡相同的工件,手動機器是最佳選擇。手動測量機的軟體也可儲存和調用測量程序,從而加快了重復性測量。如果需要檢測大批量相同的工件,或要求較高的精度,要選擇直接用計算機控制的測量機。數控測量機可自動檢測並消除操作者對測量結果的影響。程序驅動意味著可實現無誤差的高檢測速度。
公差也非常重要,手動測量機很難達到更小的公差要求,而數控測量機通過其連續的觸測使其更適合具有嚴格公差要求工件的高精度和高重復性要求。 數控測量機通過安裝一個模擬掃描測頭,用於測量要求大量的數據來定義它們的幾何量的工件,如:齒輪、圓柱體、汽車車身、擋風玻璃的測量。對於那些完全用算術方法CAD定義或是完全未知的工件來說,這些測頭能夠提供連續的數據採集,並可從部分工件和模型上進行逆向工程。對於非常小輪廓形工件來說,掃描測頭因其小的掃描面並需要大量數據來進行定義而成為理想的選擇。
測量機安裝的場地也很重要。理想情況是,測量機應盡量靠近生產過程中製造工件的操作者附近安裝。這些車間型測量機一般具有友好的用戶操作介面,具有與機床類似的控制界面。
不同型號的測量機可以共同工作。一台計量型的垂直式測量機一般使用的精密計量室,做為產品性能的主仲裁,工作型的測量機使用在生產線,對工件的質量進行評判,並提供實時的統計過程式控制制,並平滑地與整個製造流程規劃進行過渡。
5、需要考察的關鍵部分
一旦你確定了如何以及在何處使用測量機,有一些關鍵的性能需要進行考察,這包括了測量不確定度和工作效率。根據現行的國際標准,對於測量機的不確定度和檢測程序在ISO10360中進行了描述。
ISO 10 360主要確定了以下三項誤差:
A. 長度測量最大允許示值誤差MPEE (ISO 10 360-2 )
在測量空間的任意7種不同的方位,測量一組5種尺寸的量塊,每種量塊長度分別測量3次。
所有測量結果必須在規定的MPEE值范圍內。
B. 最大允許探測誤差 MPEP (ISO 10 360-2)
25點測量精密標准球,探測點分布均勻。最大允許探測誤差MPEP值為所有測量半徑的最大差值。
C. 最大允許掃描探測誤差 MPETHP (ISO 10 360-4)
沿標准球上4條確定的路徑進行掃描。最大允許掃描探測誤差MPETHP值為所有測量半徑的最大差值。
在可接受不確定度水平上採集點的數量,確定了測量機的工作效率。一些測量機能夠在一分鍾內採集超過100個數據點,而可以達到非常接近計量型的精度。
測量機能夠為現代製造業提供保證,因為它可取代平面的測量工具、固定的或定製的量規,以及精密的手工測量工具。他們在處理不同工作方面的靈活性使其成為一個主仲裁者。在為過程式控制制提供尺寸數據的同時,測量機還可提供入廠產品檢驗、機床的校驗、客戶質量認證、量規檢驗、加工試驗以及優化機床設置等附加性能。對於固定資產的投入有許多要考慮的因素,但一但考慮到提高了生產效率、降低了成本並將生產納入了控制,測量機就是測量和檢測的最好的選擇。
優質的技術服務,將會協助您最大限度地發揮測量機的應用作用
在選購了適用、可靠性能測量機的基礎上,您還需要充分考慮到三坐標測量機供應商的技術實力和應用、技術服務能力,是否具有本地化的技術和長久綜合發展實力,並擁有眾多的客戶群和廣泛的認知。通過及時可靠的技術服務支持和備件保障,對於測量機的長期高效率運行提供保障。同時,擁有著專業的培訓和應用支持隊伍,使得客戶能夠從容應對紛繁復雜的各種測量任務。
6、應用領域
主要用於機械、汽車、航空、軍工、傢具、工具原型、機器等中小型配件、模具等行業中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量,還可用於電子、五金、塑膠等行業中,可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進行精密檢測,從而完成零件檢測、外形測量、過程式控制制等任務。
⑥ 什麼是三坐標三坐標測量機應用領域
摘要 三坐標作為一種精密的測量儀器,可以用來測量幾何形狀、長度及圓度分度等,下面主要針對三坐標的應用進行講解。什麼是三坐標測量機?三坐標測量機(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內,能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器,又稱為三坐標測量儀或三次元。 三坐標測量機測量原理 三坐標測量機是測量和獲得尺寸數據的最有效的方法之一,因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規,並把復雜的測量任務所需時間從小時減到分鍾。三坐標測量機的功能是快速准確地評價尺寸數據,為操作者提供關於生產過程狀況的有用信息,這與所有的手動測量設備有很大的區別。將被測物體置於三坐標測量空間,可獲得被測物體上各測點的坐標位置,根據這些點的空間坐標值,經計算求出被測物體的幾何尺寸,形狀和位置。 三坐標測量機的應用 主要用於機械、汽車、航空、軍工、傢具、工具原型、機器等中小型配件、模具等行業中的箱體、機架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量,還可用於電子、五金、塑膠等行業中,可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進行精密檢測,從而完成零件檢測、外形測量、過程式控制制等任務。 製造業中的質量目標在於將零件的生產與設計要求保持一致。但是,保持生產過程的一致性要求對製造流程進行控制。建立和保持製造流程一致性最為有效的方法是准確地測量工件尺寸,獲得尺寸信息後,分析和反饋數據到生產過程中,使之成為持續提高產品質量的有效工具。 三坐標測量機是測量和獲得尺寸數據的最有效的方法之一,因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規,並把復雜的測量任務所需時間從小時減到分鍾,並快速准確地評價尺寸數據,為操作者提供關於生產過程狀況的有用信息。1、三坐標測量機在模具行業中的應用 三坐標測量機在模具行業中的應用相當廣泛,它是一種設計開發、檢測、統計分析的現代化的智能工具,更是模具產品無與倫比的質量技術保障的有效工具。當今主要使用的三坐標測量機有橋式測量機、龍門式測量機、水平臂式測量機和攜帶型測量機。測量方式大致可分為接觸式與非接觸式兩種,目前Metris LK的測量機在兩項技術上位居世界前列。 模具的型芯型腔與導柱導套的匹配如果出現偏差,可以通過三坐標測量機找出偏差值以便糾正。在模具的型芯型腔輪廓加工成型後,很多鑲件和局部的曲面要通過電極在電脈沖上加工成形,從而電極加工的質量和非標準的曲面質量成為模具質量的關鍵。因此,用三坐標測量機測量電極的形狀必不可少。 三坐標測量機可以應用3D數模的輸入,將成品模具與數模上的定位、尺寸、相關的形位公差、曲線、曲面進行測量比較,輸出圖形化報告,直觀清晰的反映模具質量,從而形成完整的模具成品檢測報告。 在某些模具使用了一段時間出現磨損要進行修正,但又無原始設計數據(即數模)的情況下,可以用截面法採集點雲,用規定格式輸出,探針半徑補償後造型,從而達到完好如初的修復效果。 當一些曲面輪廓既非圓弧,又非拋物線,而是一些不規則的曲面時,可用油泥或石膏手工做出曲面作為底胚。然後用三坐標測量機測出各個截面上的截線、特徵線和分型線,用規定格式輸出,探針半徑補償後造型,在造型過程中圓滑曲線,從而設計製造出全新的模具。 三坐標測量機以其高精度高柔性以及優異的數字化能力,成為現代製造業尤其是模具工業設計、開發、加工製造和質量保證的重要手段。我側重談一下測量機對於模具工業的兩個重要作用。 第一、測量機能夠為模具工業提供質量保證,是模具製造企業測量和檢測的最好選擇。測量機在處理不同工作方面的靈活性以及自身的高精度,使其成為一個仲裁者。在為過程式控制制提供尺寸數據的同時,測量機可提供入廠產品檢驗、機床的校驗、客戶質量認證、量規檢驗、加工試驗以及優化機床設置等附加性能。高度柔性的三坐標測量機可以配置在車間環境,並直接參與到模具加工、裝配、試模、修模的各個階段,提供必要的檢測反饋,減少返工的次數並縮短模具開發周期,從而最終降低模具的製造成本並將生產納入控制。第二、測量機具備強大的逆向工程能力,是一個理想的數字化工具。通過不同類型測頭和不同結構形式測量機的組合,能夠快速、精確的獲取工件表面的三維數據和幾何特徵,這對於模具的設計、樣品的復制、損壞模具的修復特別有用。此外,測量機還可以配備接觸式和非接觸式掃描測頭,並利用PC-DMIS測量軟體提供的強大的掃描功能,完成具備自由曲面形狀特徵的復雜工件CAD模型的復制。無需經過任何轉換,可以被各種CAD軟體直接識別和編程,從而大大提高了模具設計的效率。 具體來說,在模具製造企業中應用測量機完成設計和檢測任務時,要密切關注測量基準的選擇、測頭的標定和選擇、測點數及測量位置的規劃、坐標系的建立、環境的影響、局部幾何特徵的影響、CNC控制參數等多方面的因素。這當中的每一個因素,都足以影響測量結果的精確和效率。2、三坐標測量機在汽車行業的應用 坐標測量機是通過測頭系統與工件的相對移動,探測工件表面點三維坐標的測量系統。通過將被測物體置於三坐標測量機的測量空間,利用接觸或非接觸探測系統獲得被測物體上各測點的坐標位置,根據這些點的空間坐標值,由軟體進行數學運算,求出待測的幾何尺寸和形狀、位置。因此,坐標測量機具備高精度、高效率和萬能性的特點,是完成各種汽車零部件幾何量測量與品質控制的理想解決方案。 汽車零部件具有品質要求高、批量大、形狀各異的特點。根據不同的零部件測量類型,主要分為箱體、復雜形狀和曲線曲面三類,每一類相對測量系統的配置是不盡相同的,需要從測量系統的主機、探測系統和軟體方面進行相互的配套與選擇。3、三坐標測量機在發動機製造中的應用 在現代製造業中,高精度的綜合測量機越來越多的應用於生產過程中,使產品質量的目標和關鍵漸漸由最終檢驗轉化為對製造流程進行控制,通過信息反饋對加工設備的參數進行及時的調整,從而保證產品質量和穩定生產過程,提高生產效率。 發動機是由許多各種形狀的零部件組成,這些零部件的製造質量直接關繫到發動機的性能和壽命。因此,需要在這些零部件生產中進行非常精密的檢測,以保證產品的精度及公差配合。在現代製造業中,高精度的綜合測量機越來越多的應用於生產過程中,使產品質量的目標和關鍵漸漸由最終檢驗轉化為對製造流程進行控制,通過信息反饋對加工設備的參數進行及時的調整,從而保證產品質量和穩定生產過程,提高生產效率。 在傳統測量方法選擇上,人們主要依靠兩種測量手段完成對箱體類工件和復雜幾何形狀工件的測量,即:通過三坐標測量機執行箱體類工件的檢測;通過專用測量設備,例如專用齒輪檢測儀、專用凸輪檢測設備等完成具有復雜幾何形狀工件的測量。因此對於從事生產復雜幾何形狀工件的企業來說,完成上述產品的質量控制企業不僅需要配置通用測量設備,例如三坐標測量機,通用標准量具、量儀,同時還需要配置專用檢測設備,例如各種尺寸類型的齒輪專用檢測儀器,凸輪檢測儀器等。這樣往往導致企業的計量部門需要配置多類型的計量設備和從事計量操作的專業檢測人員,計量設備使用率較低,同時企業負擔較高的計量人員的培訓費用和計量設備使用和維護費用;企業無法實現柔性、通用計量檢測。因此,降低企業的測量成本,計量人員的培訓費用,測量設備的使用和維修費用,達到提高測量檢測效率的目的,使企業具備生產過程的實時質量控制能力,這將關繫到企業在市場活動中的應變能力,對幫助企業建立並維護良好的市場信譽,具有重要的決定作用。
⑦ 三坐標是做什麼的
長度及圓周分度等測量能力的儀器三坐標是三坐標測量機的簡稱,它是指在一個六面體的空間范圍內,能夠表現幾何形狀,又稱為三坐標測量儀或三坐標量床。
是屬於測量工作
⑧ 三坐標簡介
三坐標簡介:
三坐標測量機(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內,能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器,又稱為三坐標測量儀或三次元。
三坐標測量機測量原理:
三坐標測量機是測量和獲得尺寸數據的最有效的方法之一,因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規,並把復雜的測量任務所需時間從小時減到分鍾。三坐標測量機的功能是快速准確地評價尺寸數據,為操作者提供關於生產過程狀況的有用信息,這與所有的手動測量設備有很大的區別。將被測物體置於三坐標測量空間,可獲得被測物體上各測點的坐標位置,根據這些點的空間坐標值,經計算求出被測物體的幾何尺寸,形狀和位置。
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⑨ 什麼是三坐標數控機床
就是通常所說的三軸聯動數控機床,是最常見的數控機床。
三軸聯動數控機床的工作台的橫向運動軸就稱為X軸,縱向運動軸就稱為Y軸,而上下運動軸就稱為Z軸,那麼這就是普通的三坐標數控機床了。
⑩ 什麼是三坐標數控機床 謝謝
只有三個軸的數控機床,一般為X,Y,Z三軸。