三坐标测量仪组成流程维护.docx

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三坐标测量仪组成流程维护

三坐标测量仪

设备组成：

1•主机：

框架，是指测量机的主体机械结构架子。

它是工作台、立

柱、桥框、壳体等机械结构的集合体；

a.框架结构：

框架，是指测量机的主体机械结构架子。

它是工作台、立柱、桥

框、壳体等机械结构的集合体

b.标尺系统：

是测量机的重要组成部分，是决定仪器精度的一个重要环节。

三坐标测量机所用的标尺有线纹尺、精密丝杆、感应同步器、光栅尺、磁尺及光波波长等。

该系统还应包括数显电气装置

2•导轨：

是测量机实现三维运动的重要部件。

测量机多采用滑动导轨、滚动轴承

导轨和气浮导轨，而以气浮静压导轨为主要形式。

气浮导轨由导轨体和气垫组

成，有的导轨体和工作台合二为一。

气浮导轨还应包括气源、稳压器、过滤

器、气管、分流器等一套气体装置。

3.驱动结构：

是测量机的重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运动的功能。

在测量机上一般采用的驱动装置有丝杆丝母、滚动轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴滚动轮等传动，并配以伺服马达驱动。

直线马达驱动正在增多。

生平衡部件，主要用于Z轴框架结构中。

它的功能是平衡Z轴的重量，以使Z轴上下运动时无偏得干扰，使检测时Z向测力稳定。

如更换Z轴上所装的测头时，应重新调节平衡力的大小，以达到新的平衡。

Z轴平衡装置有重锤、发条或

弹簧、气缸活塞杆等类型。

6.附件：

转台是测量机的重要亓件，它使测量机增加一个转动运动的自由度，便于某些种类零件的测量。

转台包括分度台、单轴回转台、万能转台（二轴或三

轴）和数控转台等。

用于坐标测量机的附件很多，视需要而定。

一般指基准平尺、角尺、步距规、标准球体（或立方体）、测微仪及用于自检的精度检测样板等。

7.^头：

三坐标测量机是用测头来拾取信号的，因而测头的性能直接影响测量精度和测量效率，没有先进的测头就无法充分发挥测量机的功能。

在三坐标测量机上使用的测头，按结构原理可分为机械式、光学式和电气式等；而按测量方法又可分为接触式和非接触式两类

操作流程：

一、开机步骤

二、装验侧头

三、建立零件坐标系

四、手动测量特征元素

五、形位公差评价

六、如何生成、编辑数据报告和图形报告

七、自动测量特征素

八、构造特征元素

九、对CA［图形的工件进行自动测量

十、迭代法建立坐标系

1.开机步骤

1.开气：

使气压稳定在0.4-0.5MPa

2.开控制柜：

测量机自检，这时控制器灯全亮，当部分灯灭，自检结束。

3.加电：

按控制器Mathstar键

4.打开PC-DIMS软件

5.工作台“回家”

作台“回家”：

每次开启控制柜，系统自检完毕，机器加电后进入PC-DIMS软件会提示您“回家”，点击“确定”后，CMME轴（X.Y.Z轴）会依次回到机械的零点，这个过程称之为“回家”

2.校验测头

1.目的

2.测杆校验的步骤

3.查看结果

1）:

目的

在进行工件测量时，在程序中出现的数值是软件记录测杆红宝石球心的位置，但实际是红宝石球表面接触工件，这就需要对实际的接触点与软件记录的位置

沿着测点矢量方向进行测头半径.位置的补偿。

通过校验，消除以下三方面的误差：

a.理论测针半径与实际测针半径之间的误差；

b.理论测杆长度与实际测杆长度的误差；

c.测头旋转角度之误差；

通过检验消除以上三个误差得到正确的补偿值。

因此校验结果的准确度，直接影响工作的检测结果。

2）.测杆校验的步骤

（1）.新建测量程序

输入图号

（2）.定义测头文件

在文本框“侧头文件”一栏中填入文件名

（3）.定义测头系统

在“测头说明”下拉菜单中选中当前测量机上所使用的测头系统。

测头系统分五大部分：

a.测座（PROBE

b.转接器（CONTEE

c.测头（PROB）

d.加长杆（EXTENT

e.测针（TIP）

4）.添加角度

工件测量过程中使用的每个角度都是由A角B角构成的绕机器坐标系x轴旋转的角度为A角范围为0~105度；绕z轴旋转的叫定义为B角，范围0~360度。

B角角度的正负判定，根据右手法则：

拇指指向z轴正方向，顺四指旋转角度为

正，反之为负角。

5）.配置校验参数

点击“测头功能”对话框选中“激活测件列表”中既有的角度，如这个角度前

都带“*”号这表示此表未进行校验，需点击“测量”。

点击“测量”，PC-DMIS软件会提示你在标准球的正上方采集一点，按下控制器中的“DONE”键，机器开始自动校验。

3.建立零件坐标系

1.目的

在未建立零件坐标系前，所采集的每一个特征元素的坐标值都是在机器坐标系

下。

通过器坐

标系下的数值转化为相对于工件检测基准。

2.“3-2-1”法建立坐标系

（1）“3-2-1”法

主要应用于零件坐标系的原点在工件本身、机器的行程范围内能找到的工件，

是一种通用的方法。

又称之为“面、线、点”法。

工作原理：

“3”----不在同一直线上的三个点能确定一个平面，利用此平面的法线矢量

确定Z坐标轴方向。

2”----两个点可确定一条直线，此直线可以围绕已确定的第一个轴向进行旋转，已此确定x轴向。

“1”----一个点，用于确立坐标系某一轴向的原点。

（2）.步骤：

a.采集特征元素

分别采取3点确定一个平面、2点确定一条直线和1点。

按下控制器中的“DONE”键即采点完成。

b.新建坐标系

选择“插入”？

“坐标系”？

新建坐标系

在“坐标系功能”菜单中选中平面，点击“找正”。

选中

线，点击“旋转”。

先后选中平面、线、点，点击“原点”。

也可以选中面线、点，点击“自动建立坐标系”

3.验证坐标系

原点---将测头移动到工件坐标系原点附近，查看PC-DMIS界面右下角

“X.Y.Z”三轴坐标值，若三轴坐标值近似为零，则证明原点正确；轴向---将其中两个坐标轴锁定，只移动未锁定的坐标轴，查看坐标值的变化，验证轴向是否正确.

4.手动测量特征元素

1•什么叫特征元素

点、直线、圆、圆柱、圆锥、球、圆槽等这些都称之为特征元素。

不是所有的特征元素都可动测量的特征元素类型：

点、直线、平面、圆、圆柱、圆锥、球。

这些特征元素的最少测点数为：

直线：

2点平面：

不在同一直线的三点

圆：

不在同一直线的三点圆柱：

6个点分两层

圆锥：

6点分两层球：

4点（三点一层；一点一层）

2.如何测量一个平面

在工件上平面采三个测点。

这三个测点尽量大范围的分布在所测平面上。

在采第三个测点后按“DONE键。

3.如何测量一条线

要测量直线，首先有选择合适的工作平面。

在工件的前端面上采两个测点，测量是的顺序非常重要。

第一点确定起始点，第二点确定方向。

在采完第二个测点后按“DONE键。

5.形位公差评价

1.如何评价圆的位置和直径值

步骤：

（1）.测量如图所示的圆1；

（2）.在PC-DMIS中选“插入---尺寸---位置”，选择所要

评价元素的标号“圆1”，在坐标系选项中选“X”.“Y”直径；

（3）.在“公差”中输入每一项的公差；

（4）.点击“创建”.

2.如何评价平面度

步骤：

（1）.在工件上测量一个平面1;

（2）.选择“插入---尺寸---平面度”，打开“平面度”对话框，在元素列表中选择所要评价的元素标号---“平面1”；

（3）.在“公差”框中输入平面度的公差带0.01；

（4）.点击“创建”.

3.如何评价直线度

步骤:

（1）.在工件上测量一个平面1;

（2）.选择“插入---尺寸---平面度”，打开“平面度”对话框，在元素列表中选择所要评价的元素标号---“平面1”；

（3）.在“公差”框中输入平面度的公差带0.01；

（4）.点击“创建”.

4.如何评价圆度

步骤:

（1）.在工件上测量一个圆1;

（2）.选择“插入---尺寸---圆度”，打开“圆度”对话框，在元素

列表中选择所要评价的元素标号“圆1”；

（3）.在“公差”框中输入直线度的公差带0.01;

（4）点击“创建”.

5.如何评价如图所示圆2与圆3的距离

步骤：

（1）.选择当前的工作平面是“Z正”；

（2）.测量如图所示的圆2、圆3;

（3）.在主菜单中选择“插入---尺寸---距离”，打开“距

离”对话框

（4）.在元素列表中选择“圆2”、“圆3”；

（5）.在“距离类型”选“2维”，在“关系”中选按“X轴”，方

位选“平行于”；

（6）.在公差框中输入正负公差“0.1”“-0.1”;

⑺.点击“创建”。

注意：

2维距离是先把元素投影到当前工作平面上再计算元素之间的距离。

3维用于计算两个特征之间的三维距离。

6.如何生成、编辑数据报告和图报告

1.如何生成检测的数据报告并存盘？

测量特征元素制出数步骤：

..

（1）建立如图坐标系

（2）点击“编辑---参数选择---参数”，打开参数设置对话框据报告并存盘。

（3）选择如下图所示选项，设置完成后按“确定”关闭对话框；

（4）分别在尺寸评价中评价圆的距离和位置及直径；

（5）点击“编辑---参数选择---编辑窗口局部”，打开编辑窗口布局设置对话框

（6）选择如下图所示选项，设置完成后按“确定”关闭对话框

（7）在工具栏中选“报告模式”，将编辑窗口切换到报告模式，你可以看到如下图所示的检测报告

（8）在主菜单中选“文件---打印---编辑窗口设置”，可按下图设置，设置完成后按“确定”。

9）选“文件---打印---编辑打印窗口”，你的报告就会存储到指定的位置。

（如果在以上设置中你选中了打印机，那么此时报告即被打印出来）

7.自动测量特征元素

1.PC-DMIS软件的模式及条件

PC-DMIS对于特征元素的测量有两种模式：

手动模式、DCC模式（单击键可切换

到'DCC模式”即”自动模式”）

使用自动测量的前提条件：

a.在建立完零件坐标系后，需将模式切换为“DCC

b.必须要有被测元素的理论值。

8.构造特征元素

1.如何构造两个圆的中分点

1.在构造方案中选择“中点”；

2.在元素列表中选

3.点击“创建”。

2.女口何构造两条直线的相交点

步骤：

（1）.选“插入---特征---构造---点”，打开构造点模式对话框

（2）.在构造方法中选择“相交”；

（3）.在元素列表中选择“直线1”“支线2”;

（4）.点击“创建”。

注意：

构造交点功能用于构造两个线性元素

之间的相交点。

9.对CAD0形的工件进行自动测量

1.导入CA模型，并对其作具体操作

（1）如何导入CADI型的数据文件

PCDMI对于CA模型的数据文件替

换器.Pro-e转换器.CAD等.本例采用CA［格式a.选“文件---导入”，打开导入数据对话框；

首先,在“数据类型”选项中选择您所要导入cad模型的数据类型

其次,选择文件所在的文件夹和文件名

最后，点击“确定”，此窗口自动关闭.

b.在所后出现的对话框中，选“处理”，点击“确定

d.CAD数据已经导入你的程序只能感，你可以到图形窗口中看到导入的cad模型

（2）对CA模型进行处理，并进行平移.旋转等操作

注意:

CAD莫型导入后，需对其进行实体化.

步骤:

a.打开“编辑---图形显示窗口---视图设置”，或在工具栏中选“视图设置”按钮,打开视图设置栏中选“视图设置”按钮，打开视图设置对话框.

b.选中CA模型的所有层，击活？

。

实色？

±，点击？

°应用？

士确定？

±

c.如图CADI型被实体化了

d.在工具栏中选“平移模式”•「$型壮此时你可以按住鼠标有右键拖动图形窗口中的CA模型.

e.在工具栏中选“2D旋转模式”♦丨仔&占，此时你可以按住鼠标右键2维转动图形框中的CA模型.

f.在工具栏中选“3D旋转模式”♦丨彷&占，此时你可以按住鼠标右键3维转动图形框中的CA模型.

2.对有CA模型的工件运用“3-2-1”法建立零件坐标系对于有CADI型的工件，要求建立的工件坐标系必须与

CAD勺坐标系相同.

3对有CAD1型的工件进行自动测量

1）.自动测量矢量点

步骤：

a.导入CA模型的CAD数据；

b.建立零件坐标系后，将软件模式切换为DC模式

c.点击菜单“插入---特征---自动---矢量点”打开自动测量矢量点对话框；

d.在工具栏选“曲面模式”

e.用鼠标在CA模型的表面所要采集点的位置上点击一下，模型会出现一个蓝色箭头,表示该点的矢量方向,同时该点的数据立即更新了自动特征对话框中的相关参数.

f.激活“移动”.“测量”,并设置“移动距离”,点击“创建”,这时测量机会自动测量这个点,并生成相关的程序.

（2）.自动测量圆

步骤：

a.导入CA模型的CAD数据；

b.建立零件坐标系后，将软件模式切换为DC模式

c.点击菜单“插入---特征---自动---圆”,打开自动测量圆对话框；

d.在工具栏选“曲面模式”

e.用鼠标在CA模型的圆的表面取三点，每取一点会在点击处出现红色的点,取完三点后会在圆的中心出现两个箭头,同时该圆的数据立即更新了自动特征对话框中的相关参数

f.击活“移动”.“测量”,并设置“移动距离”,点击“创建”,这时测量机会自动测量这个圆,并生成相关测量程序

（3）.自动测量圆柱

步骤：

a.导入CA模型的CAD^据；

b.建立零件坐标系后，将软件模式切换为DC模式

c.点击菜单“插入---特征---自动---柱体”，打开自动测量柱体对话框

d.在工具栏选“曲面模式

e.用鼠标在CAD上一个圆柱的圆周附近点击，每点击一下会在点击处出现红色的点，点击3点后,会

在圆柱的中心出现两个箭头，同时该圆柱的数据立即更新了自动特征对话框中的相关参数

f.设置好参数后，击活“测量”•移动“距离”，点击“创建”，测量机自动采点，同时创建此圆柱的程序.

十.一迭代法建立坐标系

1.应用

1.应用

迭代法是将测定元素从三维上的最佳凝合到理论元素的过程.迭代法建立零件坐标系主要应用于零件坐标系的原点不在工件本身，或无法找到相应的基准元素

（如面.孔.线等）来确定轴向或原点，多为曲面类零件（汽车.飞机的配件，这类零件的坐标系多在车身或机身上）.

三坐标测量仪的维护

1.日常维护

（1）三坐标测量机对环境要求比较严格，所以每天要做好设备的卫生清理，要做到每日一小清，每周一大清，清理时要注意

减少室内灰尘，室内清扫要采用吸尘器，对于工作台、附件柜等用脱脂棉清扫。

（2）三坐标测量机使用的是气浮轴承，如果气源不干净，有油、水或杂质，就会造成气浮轴承阻塞，严重时会造成气浮轴承和气浮导轨划伤，甚至气浮块生锈，后果严重。

所以每天要检查机床气源，放水放油。

定期清洗过滤器及油水分离器，必要时更换滤芯。

（3）三坐标测量机的导轨加工精度很高，与气浮轴承的间隙很小，如果导轨上面有灰尘或其他杂质，就容易造成气浮轴承和导轨划伤。

所以必须每天清理大理石工作台及导轨，工作台和导轨要用棉绸蘸上无水乙醇清洗。

2．正确操作

（1）三坐标测量机对温度、湿度要求比较高，开机前检查室内温度、湿度是否正常，若不正常应查明原因才能开机。

若温度、湿度不正常，三坐标测量机可能报警而不能工作。

（2）检查外围设备是否完好，控制系统间是否连接正常。

（3）检查电源、气源是否正常。

（4）按顺序开机，接通气源，依次打开主电源、不间断电源，打开计算机，启动程序。

启动后，检查各功能键是否正常。

（5）被测零件在放到工作台上检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物，影响测量机的测量精度及测尖使用寿命。

测量时，应把零件放在方便检测的位置。

安装更换测杆、探头前，应先按下保护键。

测量中，

要避免被测零件与主轴、测头之间产生干涉和碰撞。

（6）在工作过程中，测座在转动时（特别是带有加长杆的情况下）一定要远离零件，以避免碰撞。

（7）测量完毕，要注意做好清理工作，卸下被测工件，将测量机退回原位，按开机的逆顺序关机。

将气源、过滤器放水，为下次工作做好准备。

3．注意事项严禁用脱脂棉清洗导轨，以防止棉绒进入气浮块中。

保养过程中不能给任何导轨加任何性质的油脂。

为保持室内湿度，不要用湿拖把拖地。

不要使用压缩空气来清理机器，压缩空气可能导致污垢、金属片等影响空气轴承的正常工作。

测量工件时，如果中间休息，要把z轴移到下面没有工件的位置。