重庆科创职业学院《3D测量技术》课程标准.docx
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重庆科创职业学院《3D测量技术》课程标准
《3D测量技术》实训课程标准
实训课程编码
JDS031
课程类型
实训
学时
合计64学时，其中理论：
4学时，实践：
60学时
适用专业
数控技术、模具设计与制造、机械自动化
前导课程
AutoCAD；机械制图；UG产品造型
1.概述
三坐标测量机是60年代后期发展起来的一种高效的新型精密测量设备，目前被广泛应用于机械、电子、汽车、飞机等工业部门，它不仅用于测量各种机械零件、模具等的形状尺寸、孔位、孔中心距以及各种形状的轮廓，特别适用于测量带有空间曲面的工件。
由于三坐标测量机具有高准确度、高效率、测量范围大的优点，已成为几何量测量仪器的一个主要发展方向。
三坐标测量机的测量过程是由测头通过三个坐标轴导轨在三个空间方向自由移动实现的，在测量范围内可到达任意一个测点。
三个轴的测量系统可以测出测点在X，Y，Z三个方向上的精确坐标位置。
根据被测几何型面上若干个测点的坐标值即可计算出待测的几何尺寸和形位误差。
另外，在测量工作台上，还可以配置绕Z轴旋转的分度转台和绕X轴旋转的带顶尖座的分度头，以方便螺纹、齿轮、凸轮等的测量。
三坐标测量机按其精度分为两大类：
精密型万能测量机（UMM）：
是一种计量型三坐标测量机，其精度可以达到1.5m+2L/1000，一般放在有恒温条件的计量室内，用于精密测量，分辨率为0.5m，1或2m，也有达0.2m或0.1m的。
生产型测量机（CMM）：
一般放在生产车间，用于生产过程的检测，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5m或10m，小型生产型测量机也有1m或2m的。
1.1课程的性质
本课程是为机电类、制造类专业、工业造型专业三年制或四年制学生开设的一门全院选修课。
三座标测量机是一种集光、机、电、算一体化的精密光学测量仪器，是当代应用较多并将的普遍推广应用的精密形状和尺寸检测设备，可用于各种几何元素——点、线、面、圆、圆锥、圆柱、阶梯圆和球，形位公差——直线度、平面度、平行度、垂直度、位置度、倾斜度、跳动度、配合公差等方面的三维测量，也可进行计算机数控测量。
目前广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航天和国防工业、摩托车和汽车制造、飞机和船舶制造、首饰、玩具、造币、制鞋、电极等行业，适用于测量各种箱体零件的孔距、面距、各种模具、精密铸锻件、电子线路板、汽车的各种零件和外壳及整车、发动机零件、凸轮、飞机的各种零件和外形等。
1.2课程设计理念
三坐标测量技术在工业产品设计开发、精度检测、逆向工程技术中起着重要作用，更是质量技术保障的有效工具，体现了现代检测技术的发展方向。
开设该课程是为了提高学生的质量及精度意识，了解先进工业技术，以适应现代机械制造业需要。
1.3课程开发思路
（1）以真实零件检测为导向，将理论内容和实际操作紧密相结合并在实践中加深理解并进一步巩固提高。
（2）教学过程模拟企业真实环境。
（3）实训内容由浅入深，后序实训任务包含前序实训内容并进一步扩展。
（4）以充实的测量仪器和来自企业的真实零件支持实训任务。
（5）以培养学生操作技能为教学重点。
2.课程目标
本课程的培养目标是让学生认识三坐标精密测量的基本工作原理，了解三坐标测量机的基本结构和分类，重点学会三坐标测量机的操作和软件应用（包括接触式和激光扫描），能够针对给定的产品零件，按照技术要求，制订正确合理的测量方案，并通过测量操作，打印出完整的测量报告或保存测量结果数据文件。
2.1知识目标
通过本课程的教学
（1）了解目前精密测量的发展状况，懂得三坐标测量机的特点、应用和基本工作原理；
（2）了解并认识三坐标测量机的基本结构；
（3）通过系统的理论学习和充实的实训环节使学生能在未来的工作中灵活应用。
2.2职业目标
通过本课程的学习，培养学生严格按照设备操作规程操作，遵守设备安全管理条例和设备维护保养要求，对所使用的仪器设备有高度负责的态度。
同时培养学生在生产现场能独立使用三坐标测量机检测零件的能力，并能提出影响精度的原因。
提高学生交流能力、信息收集处理能力、质量意识、工作责任心。
2.3技能目标
（1）学会三坐标测量机和激光扫描的操作，建立质量意识和精度概念；
（2）掌握三坐标测量机和激光扫描相关软件各菜单和功能的应用（数据处理方法）；
（3）懂得三坐标测量机的安装、调试方法和日常使用、维护和保养；
（4）能够针对不同的产品零件，根据技术图纸要求，制定正确合理的测量方案，完成测量检测任务，保存结果数据并按要求打印测量报告。
3.课程内容标准
根据专业课程目标和涵盖的工作任务要求，确定课程内容和要求，说明学生应获得的知识、技能与态度。
学习情景
工作任务
知识要求
职业要求
技能要求
1．三坐标认知
1.1掌握三坐标测量机的基本构成。
认识三坐标测量机的各部件构成。
能认识各种三坐标。
熟悉三坐标结构。
能正确认识三坐标机。
1.2正确使用三坐标测量机的方法和步骤。
熟悉三坐标测量机的操作流程。
能够简单操作三坐标机。
能简单操作三坐标机。
2.RationalDMIS测量软件的应用
2.1正确打开软件的步骤
了解软件的安装与卸载。
软件的启动
掌握RationalDMIS测量软件的安装与调试
能够独立安装软件并调试。
2.2软件的界面介绍，各菜单、状态条、工具的功能
熟悉软件的界面。
熟悉各项功能。
能熟练的运用软件。
能快速的找到各项工具。
能熟练的运用软件。
能快速的找到各项工具。
2.3机器模型的创建，CAD模型的基本操作，托放式操
创建机器模型。
熟悉CAD模块的操作。
熟悉各种机器模型。
能独立操作CAD
能够对CAD模型操作。
3.手动测量、建立坐标系
3.1掌握手动测量的方法。
手持控制器的操作。
基本元素的手动测量。
正确使用手持控制器，进行手动测量。
学会正确使用手持控制器，进行手动测量。
3.2利用测量的基本元素正确建立坐标。
3-2-1法建立坐标系。
坐标系的变换操作
利用测量元素建立坐标系。
以及坐标系的变换操作。
利用测量元素建立坐标系的变换操作。
4.有图纸的自动测量技术
4.1使学生掌握有工件和图纸的情况下，通过图纸尺寸和实际测量元素。
学会分析图纸，掌握尺寸和实际测量元素。
分析图纸，找出设计基准，加工基准；
正确装夹工件
学会分析图纸。
4.2正确建立工件坐标系，然后进行自动测量。
正确的建立坐标系，并产生测量程序进行自动测量。
手动测量基本几何元素；
建立坐标系；
自动测量
掌握正确的建立坐标系，并产生测量程序进行自动测量。
5.元素构造、公差评价
5.1掌握元素构造
元素构造的意义。
中点、平行元素、相交元素、垂直元素等构造。
元素构造的意义。
中点、平行元素、相交元素、垂直元素等构造。
学会元素构造和形位误差评价的操作。
5.2掌握形状位置公差评定的正确方法步骤。
圆度、平面度、直线度等形状公差评价。
垂直度、平行度、位置度等位置公差评价。
圆度、平面度、直线度等形状公差评价。
垂直度、平行度、位置度等位置公差评价。
学会元素构造和形位误差评价的操作。
6.有三维数模的测量
6.1使学生掌握有三维数模的工件的坐标系建立。
导入CAD数模测量的意义。
基于CAD数模的坐标系建立（数模对齐）
能够对CAD数模的坐标系建立
掌握CAD数模的坐标系建立
6.2掌握有三维数模的工件自动测量的过程和方法。
基于CAD数模的元素自动测量方法：
提取理论测量、即点即测。
元素右键测量功能的学习：
产生测量点、人工测量
能够对CAD数模的元素自动测量。
掌握元素右键测量功能。
7.曲线曲面的测量
7.1使学生掌握曲线曲面的检测方法。
了解曲线曲面的检测具体步骤，学会实际工件中曲线曲面的检测方法。
能够对曲线、曲面独立检测。
能够在实际工件中进行曲线曲面的检测。
8.输出测量报告
使学生掌握多种形式测量报告的输出方法。
学会输出多种形式报告的基本操作过程。
能够输出多种形式的报告
学会输出多种形式报告的基本操作过程。
9.DMIS编程方法
使学生掌握利用DMIS编程进行测量机的高级应用。
DMIS产生的意义。
DMIS语法，程序语句。
DMIS程序的具体应用，自动精建坐标系、循环程序、插入空走点
能够识别DMIS的语法以及程序语句。
能够对程序应用。
掌握利用DMIS程序进行自动的测量、多次循环测量等应用。
10.专用测量模块使用
了解统计模块、齿轮测量、凸轮测量、叶片测量等专用模块的使用。
统计模块的意义和使用方法。
齿轮测量的方法。
凸轮测量的方法。
叶片测量的方法
能够对齿轮、凸轮、叶片测量
了解装用模块的操作步骤和方法技巧。
4.课程实施和建议
4.1课程的重点、难点及解决办法
本课程的重点：
三坐标测量机的基本操作，测量机的启动及机器回零、操纵盒按键使用,PC-DMIS的操作界面，建立新文件，定义、校验和调用测头；手动测量零件的特征元素，手动测量特征元素：
点、线、面、圆、圆锥、球，工作平面的定义，建立零件坐标系，坐标系的变换：
找正、旋转、平移，没有CAD模型时自动测量点、圆、圆柱，手动方式获取数据，创建理论值。
本课程的难点：
三坐标测量机的维护，掌握测量机使用维护知识。
形位公差的评价，根据已测得的特征元素构造点、线、面、圆等各种特征元素；特征元素构造的意义；利用构造的特征元素进行形位公差的评价。
解决办法：
要求学生预习相关的注意事项，并作相关的实训准备；全班学生分为四组，每组安排一名组长负责设备的维护及登记领用工具原材料，清理现场等；通过教师亲自演示操作，使学生了解测量机的基本操作过程；然后由学生按照实训指导书的要求完成该实训。
实训完成后，要求写出实训总结并完成实训报告。
4.2实训方法和实训手段
1、实训方法
本课程主要采用情境教学方法，针对每个学习情境对应一个工作过程，对每个学习情境课程采用基于工作过程的项目式教学法。
根据过程项目中所要完成的任务为工作任务划分依据，按照咨询、决策、计划、实施、检查、评价六步进行学习情境教学，每个学习情境下任务教学的开展，都采用以学生为中心，教师辅助指导的项目式教学方法。
2、实训手段
（1）在教师的指导下，学生分组熟悉三坐标测量机，让学生直观了解三坐标测量机的机械结构、工作原理。
（2）通过具体操作过程及软件各功能、菜单进行讲解并演示，指导学生上机操作。
（3）学生在实践中熟悉并掌握在三坐标测量机上正确完成基本几何元素精密测量的全部操作过程，并学会应用测量软件对测量数据进行评定。
（4）在真实生产环境下操作，能非常感性、直观地表达清楚，增加学生的学习兴趣和学习效果，使学生在较短的时间内快速、牢固、全面掌握学习内容。
（5）制作专门的样件，让学生根据图纸和技术要求独立完成样件的全部测量与检测，并出完整的测量结果，使学生处于真实的生产实际环境中，便于迅速、有效地开展工作
4.3教学内容
学习情景
工作任务
教学内容
教学步骤及方法
学时安排
1．三坐标认知
1.1掌握三坐标测量机的基本构成。
三坐标测量机的各部件构成。
实物教学
多媒体教学
演示和讲解法
4
8
1.2正确使用三坐标测量机的方法和步骤。
三坐标测量机的操作流程。
实物教学
多媒体教学
演示和讲解法
小组讨论
4
2.RationalDMIS测量软件的应用
2.1正确打开软件的步骤
软件的安装与卸载。
软件的启动。
实物教学
多媒体教学
演示和讲解法
小组讨论
4
12
2.2软件的界面介绍，各菜单、状态条、工具的功能
软件的界面以及各项功能。
实物教学
多媒体教学
演示和讲解法
小组讨论
4
2.3机器模型的创建，CAD模型的基本操作，托放式操
创建机器模型。
CAD模块的操作。
4
3.手动测量、建立坐标系
3.1掌握手动测量的方法。
手持控制器的操作。
基本元素的手动测量。
实物教学
多媒体教学
演示和讲解法
小组讨论
4
8
3.2利用测量的基本元素正确建立坐标。
3-2-1法建立坐标系。
坐标系的变换操作
实物教学
多媒体教学
任务驱动法
演示和讲解法
小组讨论
4
4.有图纸的自动测量技术
4.1使学生掌握有工件和图纸的情况下，通过图纸尺寸和实际测量元素。
分析图纸，尺寸和实际测量元素。
实物教学
多媒体教学
任务驱动法
演示和讲解法
小组讨论
8
12
4.2正确建立工件坐标系，然后进行自动测量。
正确的建立坐标系，并产生测量程序进行自动测量。
多媒体教学
演示和讲解法
小组讨论
4
5.元素构造、公差评价
5.1掌握元素构造
元素构造的意义。
中点、平行元素、相交元素、垂直元素等构造。
多媒体教学
演示和讲解法
2
4
5.2掌握形状位置公差评定的正确方法步骤。
圆度、平面度、直线度等形状公差评价。
垂直度、平行度、位置度等位置公差评价。
多媒体教学
演示和讲解法
小组讨论
2
6.有三维数模的测量
6.1使学生掌握有三维数模的工件的坐标系建立。
导入CAD数模测量的意义。
基于CAD数模的坐标系建立（数模对齐）
实物教学
多媒体教学
演示和讲解法
小组讨论
2
4
6.2掌握有三维数模的工件自动测量的过程和方法。
基于CAD数模的元素自动测量方法：
提取理论测量、即点即测。
元素右键测量功能的学习：
产生测量点、人工测量
多媒体教学
任务驱动法
演示和讲解法
小组讨论
2
7.曲线曲面的测量
7.1使学生掌握曲线曲面的检测方法。
曲线曲面的检测具体步骤，学会实际工件中曲线曲面的检测方法。
多媒体教学
任务驱动法
演示和讲解法
小组讨论
2
2
8.输出测量报告
使学生掌握多种形式测量报告的输出方法。
输出多种形式报告的基本操作过程。
实物教学
多媒体教学
任务驱动法
演示和讲解法
小组讨论
2
2
9.DMIS编程方法
使学生掌握利用DMIS编程进行测量机的高级应用。
DMIS产生的意义。
DMIS语法，程序语句。
DMIS程序的具体应用，自动精建坐标系、循环程序、插入空走点
实物教学
多媒体教学
任务驱动法
演示和讲解法
小组讨论
8
8
10.专用测量模块使用
了解统计模块、齿轮测量、凸轮测量、叶片测量等专用模块的使用。
统计模块的意义和使用方法。
齿轮测量的方法。
凸轮测量的方法。
叶片测量的方法
实物教学
多媒体教学
任务驱动法
演示和讲解法
小组讨论
4
4
机动
2
合计
64
5、课程考核标准
5.1考核内容及标准
为全面考核学生的学习情况，本课程主要以过程考核为主，考核涵盖项目任务全过程，主要从项目操作实施等来进行考核，各任务模块可参照下表进行评价：
学习
情景
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
1．三坐标认知
1.1掌握三坐标测量机的基本构成。
安全操作规程
准确说出三坐标各部件名称
正确开关三坐标机
安全操作规程（10分）
准确说出三坐标各部件名称（30分）
正确开关三坐标机（10分）
过程性评价：
提问；
总结性评价：
实训总结报告
1.2正确使用三坐标测量机的方法和步骤。
测头的正确装夹
工件的固定
三坐标操作流程
测头的正确装夹（20分）
工件的固定（10分）
三坐标操作流程（20分）
过程性评价：
提问、动手操作；
总结性评价：
、操作过程中的实训报告
合计
100分
学习
情景
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
2.RationalDMIS测量软件的应用
2.1正确打开软件的步骤
软件的安装与卸载
软件的启动
软件的安装与卸载（20分）
软件的启动（5分）
过程性评价：
提问；
总结性评价：
实训总结报告
2.2软件的界面介绍，各菜单、状态条、工具的功能
软件的界面。
软件的各项菜单功能。
软件的界面。
（10分）
软件的各项菜单功能。
（30分）
过程性评价：
提问、动手操作；
总结性评价：
、操作过程中的实训报告
2.3机器模型的创建，CAD模型的基本操作，托放式操
创建机器模型。
CAD模块的操作。
创建机器模型。
（15分）
CAD模块的操作。
（20分）
过程性评价：
提问、动手操作；
总结性评价：
、操作过程中的实训报告
合计
100分
学习
情景
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
3.手动测量、
3.1掌握手动测量的方法。
手持控制器的操作。
基本元素的手动测量。
手持控制器的操作。
（20分）
基本元素的手动测量。
（40分）
过程性评价：
提问；
总结性评价：
实训总结报告
3.2利用测量的基本元素正确建立坐标。
3-2-1法建立坐标系。
坐标系的变换操作
3-2-1法建立坐标系。
（20分）
坐标系的变换操作（20分）
过程性评价：
提问、动手操作；
总结性评价：
、操作过程中的实训报告
合计
100分
学习
情景
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
4.有图纸的自动测量技术
4.1使学生掌握有工件和图纸的情况下，通过图纸尺寸和实际测量元素。
分析图纸
掌握尺寸
实际测量元素
分析图纸（20分）
掌握尺寸（10分）
实际测量元素（20分）
过程性评价：
提问；
总结性评价：
实训总结报告
4.2正确建立工件坐标系，然后进行自动测量。
建立坐标系
产生测量程序
自动测量
建立坐标系（10分）
产生测量程序（20分）
自动测量（20分）
过程性评价：
提问、动手操作；
总结性评价：
、操作过程中的实训报告
合计
100分
学习
情景
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
5.元素构造、公差评价
5.1掌握元素构造
元素构造的意义
中点、平行元素、相交元素、垂直元素构造。
元素构造的意义（20分）
中点、平行元素、相交元素、垂直元素构造。
（20分）
过程性评价：
提问；
总结性评价：
实训总结报告
5.2掌握形状位置公差评定的正确方法步骤。
圆度、平面度、直线度等形状公差评价。
垂直度、平行度、位置度等位置公差评价。
圆度、平面度、直线度等形状公差评价。
（30分）
垂直度、平行度、位置度等位置公差评价。
（30分）
过程性评价：
提问、动手操作；
总结性评价：
、操作过程中的实训报告
合计
100分
学习
情景
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
6.有三维数模的测量
6.1使学生掌握有三维数模的工件的坐标系建立。
导入CAD数模测量的意义。
基于CAD数模的坐标系建立（数模对齐）
导入CAD数模测量的意义。
（20分）
基于CAD数模的坐标系建立（数模对齐）（20分）
过程性评价：
提问；
总结性评价：
实训总结报告
6.2掌握有三维数模的工件自动测量的过程和方法。
基于CAD数模的元素自动测量方法
元素右键测量功能的学习：
产生测量点、人工测量
基于CAD数模的元素自动测量方法（40分）
元素右键测量功能的学习：
产生测量点、人工测量（20分）
过程性评价：
提问、动手操作；
总结性评价：
、操作过程中的实训报告
合计
100分
学习
情景
工作任务
考核内容及分值
考核标准及评分
考核方式
7.曲线曲面的测量
使学生掌握曲线曲面的检测方法。
曲线曲面的检测具体步骤
实际工件中曲线曲面的检测方法。
曲线曲面的检测具体步骤（10分）
实际工件中曲线曲面的检测方法。
（10分）
过程性评价：
提问、动手操作；总结性评价：
、操作过程中的实训报告
8.输出测量报告
使学生掌握多种形式测量报告的输出方法。
输出多种形式报告的基本操作过程。
输出多种形式报告的基本操作过程。
（5分）
过程性评价：
提问、动手操作；总结性评价：
、操作过程中的实训报告
9.DMIS编程方法
使学生掌握利用DMIS编程进行测量机的高级应用。
DMIS产生的意义。
DMIS语法，程序语句。
DMIS程序的具体应用，自动精建坐标系、循环程序、插入空走点
DMIS产生的意义。
（5分）
DMIS语法，程序语句。
（20分）
DMIS程序的具体应用，自动精建坐标系、循环程序、插入空走点（20分）
过程性评价：
提问、动手操作；总结性评价：
、操作过程中的实训报告
10.专用测量模块使用
了解统计模块、齿轮测量、凸轮测量、叶片测量等专用模块的使用。
统计模块的意义和使用方法。
齿轮测量的方法。
凸轮测量的方法。
叶片测量的方法
统计模块的意义和使用方法。
齿轮测量的方法。
（10分）
凸轮测量的方法。
（10分）
叶片测量的方法（10分）
过程性评价：
提问、动手操作；总结性评价：
、操作过程中的实训报告
合计
100分
说明：
每个模块的考核主要考察学生的出勤情况、实际动手能力、理论知识的运用与掌握情况、完成作业的准确度、完整度、规范度等、分析问题、解决问题的能力、合作沟通能力、学习态度、总结报告（报告的内容、态度、写作水平等）等评定项目进行考核。
5.2考核结果及说明
（1）“优秀”标准（90以上）
（2）“良好”标准（80-89）
（3）“及格”标准（60-79）
（4）“不及格”标准（60以下）
6师资和实训条件
6.1实训环境
学习情境
实训环境
1．三坐标认知
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
2.RationalDMIS测量软件的应用
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
3.手动测量、建立坐标系
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
4.有图纸的自动测量技术
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
5.元素构造、公差评价
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
6.有三维数模的测量
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
7.曲线曲面的测量
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
8.输出测量报告
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
9.DMIS编程方法
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
10.专用测量模块使用
三坐标测量机一台、电脑一台、配套软件一套、数控机床上加工出来的零件若干。
6.2实训师资
1.实训主讲教师
要求任课教师必须具有丰富的3D测量技术相关知识（包括理论知识和实践知识）、课程开发能力、基于学生能力培养的教学能力、为社会提供科技服务的能力等，以利于教学和课程的改革。
（1）具有测量技术理论知识；
（2）具备产品的建模能力；
（3）实践教师必须具备3年以上实际工作经历；
（4）具备设计基于行动导向的教学法的设计应用能力；
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