詳解三坐標測量機

　　三坐標測量儀三軸均有氣源制動開關(guān)及微動裝置，可實現(xiàn)單軸的精密傳動,數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)采用高性能手動三坐標專用系統(tǒng)，可靠性好。應(yīng)用于產(chǎn)品設(shè)計、模具裝備、齒輪測量、葉片測量機械制造、工裝夾具、汽摩配件、電子電器。

　　三坐標測量儀 - 基本構(gòu)成

　　全封閉框架移動橋式測量機是一種精度高、測量速度快、性能穩(wěn)定的測量系統(tǒng)。具有兼容多測頭系統(tǒng)功能：光學(xué)CCD影像測頭、激光測頭，具備極佳的性價比;能夠滿足車間檢測需要，廣泛應(yīng)用于各種零件、工裝夾具尺寸檢測及模具制造中的尺寸測量和復(fù)雜形面的快速掃描檢測。

　　性能特點

　　1、 X向橫梁：采用精密斜梁技術(shù)

　　2、Y向?qū)к墸翰捎锚毺氐闹苯蛹庸ぴ诠ぷ髋_上的整體下燕尾槽定位結(jié)構(gòu)

　　3導(dǎo)軌方式：采用自潔式預(yù)載荷高精度空氣軸承組成的四面環(huán)抱式靜壓氣浮導(dǎo)軌

　　4、驅(qū)動系統(tǒng)：采用本產(chǎn)高性能DC直流伺服電機、柔性同步齒形帶傳動裝置，各軸均有限位和電子控制，傳動更快捷、運動性能更佳

　　5、Z向主軸：可調(diào)節(jié)的氣動平衡裝置，提高了Z軸的定位精度

　　6控制系統(tǒng)：采用進口的雙計算機三座標專用控制系統(tǒng)

　　7、機器系統(tǒng)：采用計算機輔助3D誤差修正技術(shù)(CAA)，保證系統(tǒng)的長期的穩(wěn)定性和高精度。

　　8、測量軟件：采用功能強大的3D-DMIS測量軟件包，具有完善的測量功能和聯(lián)機功能。

三坐標測量儀 - 功能原理

　　簡單地說,三坐標測量機就是在三個相互垂直的方向上有導(dǎo)向機構(gòu)、測長元件、數(shù)顯裝置，有一個能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有)，測頭可以以手動或機動方式輕快地移動到被測點上，由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測點的坐標值顯示出來的一種測量設(shè)備。顯然這是最簡單、最原始的測量機。有了這種測量機后，在測量容積里任意一點的坐標值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。

　　測量機的采點發(fā)訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當測頭接觸工件并發(fā)出采點信號時，由控制系統(tǒng)去采集當前機床三軸坐標相對于機床原點的坐標值，再由計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理。

三坐標測量儀 - 主要特征

　　橫梁與Z軸采用表面陽極化航空鋁合金，溫度一致性極佳;并降低了運動部件的質(zhì)量，減少測量機在高速運行時的慣性

　　三軸導(dǎo)軌均采用高精度自潔式空氣軸承，運動更平穩(wěn)，導(dǎo)軌永不受磨損

　　三軸均采用高精度歐洲進口光柵尺，系統(tǒng)分辨率可達0.078um;同時采用一端固定，一端自由伸縮的方式安裝，減少了光柵尺的變形

　　Y軸采用整體燕尾式導(dǎo)軌，在降低機器重量的同時，有效消除了運動扭擺，保證了測量精度和穩(wěn)定性

　　各運動軸均采用直流伺服驅(qū)動，確保運動的平穩(wěn)和準確

　　X向采用精密三角梁專利技術(shù)，相比矩形梁和橫梁，重心更低，質(zhì)量剛性比最佳，運動更加可靠

　　軟件為業(yè)界標桿的PC-DMIS BASIC (/PC-DMIS PREMIUM)，功能強大，易學(xué)高效

　　采用?？怂箍禐镃roma專業(yè)打造的IDC-Ⅰ控制系統(tǒng)，提高了機器的動態(tài)性能和測量精度

　　三坐標測量儀 - 常用掃描方法

　　三坐標測量機(CMM)的測量方式通常可分為接觸式測量、非接觸式測量和接觸與非接觸并用式測量。

　　其中，接觸測量方式常用于機加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數(shù)據(jù)，或為逆向工程提供工件原始信息，經(jīng)常需要用三坐標測量機對被測工件表面進行數(shù)據(jù)點掃描。本文以海克斯康和其中國華南制造公司思瑞三坐標的FOUNCTION-PRO型三坐標測量機為例，介紹三坐標測量機的幾種常用掃描方法及其草作步驟。

　　三坐標測量機的掃描草作是應(yīng)用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進行數(shù)據(jù)點采集，該區(qū)域可以是一條線、一個面片、零件的一個截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等。掃描類型與測量模式、測頭類型以及是否有CAD文件等有關(guān)，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態(tài)按鈕(手動/DCC)決定。若采用DCC方式測量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描;若采用DCC方式測量，而只有線框型CAD文件，則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式;若采用手動測量模式，則只能使用基本的“手動觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手動測量方式并使用剛性測頭，則可用選項為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。

　　下面詳細介紹在DCC狀態(tài)下，進入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項后可供選擇的五種掃描方式。

　　1.開線掃描(Open Linear Scan)

　　開線掃描是最基本的掃描方式。測頭從起始點開始，沿一定方向并按預(yù)定步長進行掃描，直至終止點。開線掃描可分為有、無CAD模型兩種情況。

　　(1)無CAD模型

　　如被測工件無CAD模型，首先輸入邊界點(Boundary Points)的名義值。打開對話框中的“邊界點”選項后，先點擊“1”，輸入掃描起始點數(shù)據(jù);然后雙擊“D”，輸入方向點(表示掃描方向的坐標點)的新的X、Y、Z坐標值;最后雙擊“2”，輸入掃描終點數(shù)據(jù)。

　　第二項輸入步長。在“掃描”對話框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“最大”(Max Inc)欄中輸入一個新步長值。

　　最后檢查設(shè)定的方向矢量是否正確，該矢量定義了掃描開始后第一測量點表面的法矢、截面以及掃描結(jié)束前最后一點的表面法矢。當所有數(shù)據(jù)輸入完成后點擊“創(chuàng)建”。

　　(2)有CAD模型

　　如被測工件有CAD模型，開始掃描時用鼠標左鍵點擊CAD模型的相應(yīng)表面，PC DMIS程序?qū)⒃贑AD模型上生成一點并加標志“1”表示為掃描起始點;然后點擊下一點定義掃描方向;最后點擊終點(或邊界點)并標志為“2”。在“1”和“2”之間連線。對于每一所選點，PC DMIS已在對話框中輸入相應(yīng)坐標值及矢量。確定步長及其它選項(如安全平面、單點等)后，點擊“測量”，然后點擊“創(chuàng)建”。

　　2.閉線掃描(Closed Linear Scan)

　　閉線掃描方式允許掃描內(nèi)表面或外表面，它只需“起點”和“方向點”兩個值(PC DMIS程序?qū)⑵瘘c也作為終點)。

　　(1)數(shù)據(jù)輸入草作

　　雙擊邊界點“1”，在編輯對話框中輸入位置;雙擊方向點“D”，輸入坐標值;選擇掃描類型(“線性”或“變量”)，輸入步長，定義觸測類型(“矢量”、“表面”或“邊緣”);雙擊“初始矢量”，輸入第“1”點的矢量，檢查截面矢量;鍵入其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。

　　也可使用坐標測量機草作盤觸測被測工件表面的第一測點，然后觸測方向點，PC DMIS程序?qū)褱y量值自動放入對話框，并自動計算初始矢量。選擇掃描控制方式、測點類型及其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。

　　(2)有CAD模型的閉線掃描

　　如被測工件有CAD模型，測量前確認“閉線掃描”;首先點擊表面起始點，在CAD模型上生成符號“1”(點擊時表面和邊界點被加亮，以便選擇正確的表面);然后點擊掃描方向點;PC DMIS將在對話框中給出所選位置點相應(yīng)的坐標及矢量;選擇掃描控制方式、步長及其它選項后，點擊“創(chuàng)建”。