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1、DIMENSIONLAB講師:張濤三維量測技術DIMENSIONLAB主要內容一.概論二.坐標測量机主体三.測頭系統四.控制系統五.三坐標測量机軟体六.三坐標測量机的發展趨勢DIMENSIONLAB一﹑概論体現三維量測技術的三坐標量測机是進30年發展起來的一种高效率的新型精密量測儀器,它廣泛地用于机械制造﹑電子﹑汽車和航空航天等工業中,它可以進行零部件的幾何尺寸,形狀及相互位置的檢測.例如:PC機箱﹑導軌﹑渦輪和葉片﹑缸體凸輪﹑齒輪等空間型面的測量.DIMENSIONLAB其优點為:1.通用性強,可實現空間坐標點位置的測量,方便地測量出各種零件的三維輪廓尺寸和位置度.2.測量
2、精確可靠3.可方便地進行數據處理和程序控制,因而它可納入自動化生產和柔性加工線中,並成為一個重要的組成部分,故有“測量中心”之稱.DIMENSIONLAB國外:Zeiss﹑Leitz﹑DEA﹑(Brown-Sharpe)﹑Giddings&Lewis﹑Mitutoyo﹒國內:青島前哨;中田航空精密機械研究所;上海機床廠;北京機床廠;哈量;昆明機床廠﹔新天光學儀器廠.三坐標生產廠家DIMENSIONLAB三維測量的需求與意義三維測量是基於以下的客觀需求而發展起來的1.越來越多的工件需要進行空間三維測量.2.由于機械加工,數控機床加工及自動加工線的發展,生產節拍的加快,加工一個零
3、件僅有幾分鍾,甚至0.1秒鍾,要求加快對復雜工件的檢測.3.需要在加工車間中進行檢測.4.反求工程需求.DIMENSIONLAB1.解決了復雜形狀表面輪廓尺寸的測量.2.提高了三維測量的測量精度.3.CMM﹑NC組成生產加工線或柔性制造系統.4.隨著CMM精度不斷提高,自動化程度不斷發展,促進了三維測量技術的進步.CMM對三維測量技術之重要作用DIMENSIONLAB三維測量技術的演變三維尺寸的傳統量測方法1.高度尺﹑正弦尺﹑平台.2.坐標鏜床﹑鏜床上安裝測微儀.3.對於復雜輪廓或型面,需設計專用儀器(如轉子發動機,缸體需要形成次擺體運動,凸輪升程,齒輪漸開線.其缺點是﹕通用
4、性差﹒DIMENSIONLAB三坐標測量機基于坐標測量原理,坐標測量機的發展與其它事物一樣,是由簡單到復雜逐步形成的.1.單坐標測量機(測長機)2.雙坐標測量機(工具顯微鏡,投影機)3.三坐標測量機(三次元)三維量測技術的發展歷程DIMENSIONLAB三維測量的原理將被測物體置于三坐標測量機的測量空間,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,經過數學運算,求出被測的幾何尺寸,形狀和位置.此量測原理亦稱“點位量測原理”DIMENSIONLAB例一:求孔1、孔2之距離及孔徑DIMENSIONLAB該測量方法雖說簡單,但實現起來不容易,主要有下列原因:1.很難制
5、造出精密的坐標機構.2.大量的數學計算也很困難.3.各種三維測頭制造也很困難.實現三維量測之技術瓶頸DIMENSIONLAB到了60年代初,隨著精密機械,電子技術和電子計算的發展解決了精密導軌的設計與加工及大位移測量裝置(如感應同器步器﹑光柵等)制作,並加入了電子計算機及軟件,才使坐標測量機得到迅速發展.總之當代三維量測技術是在坐標測量機的基礎上發展起來的,而三次元的發展又豐富,完善了三維測量技術.三維量測技術目前之現狀DIMENSIONLAB1.研制出了高精密,快速檢測的坐標測量機.2.拓寬了程序與自動化檢測的功能.3.開發研制新型軟件,以適應各式各樣測件之要求.4.開發各
6、種用途的可轉位﹑高靈敏度﹑高精密的測頭,以完成復雜零件內外形及於難於檢測部位的測量任務.5.裝置分度頭﹑回轉台,除采用直角坐標系測量外,可以采用極坐標(柱坐標)系測量,因而擴大了測量範圍,具有X﹑Y﹑Z﹑C四軸的坐標測量機稱為坐標測量機.6.按照回轉軸的數目,也可有五坐標﹑六坐標DIMENSIONLAB二﹑坐標測量機的主機三坐標測量機是精密的測量儀器,它集機﹑光﹑電﹑算於一體,CMM逐步由手動數顯發展到CNC控制的高級階段.其機械結構最初是在精密機床基礎上發展起來的,如美國Moore公司的測量機是由坐標鏜---坐標磨---坐標測量機逐步發展而來,瑞士S/P公司的測量機是由大型
7、萬能工具顯微鏡,光學三坐標測量儀器逐步發展起來.DIMENSIONLAB1.鑄鐵2.低碳鋼焊接結构3.花崗石導軌結构4.鋁制构件5.碳素纖維6.陶瓷材料坐標測量機的結構材料DIMENSIONLAB坐標測量機的框架結構1.移動橋式2.固定橋式3.龍門式4.儀器台式DIMENSIONLAB5.懸臂式6.水平臂式DIMENSIONLAB7.立柱式8.臥鏜式DIMENSIONLAB標尺系統1.精密絲杆加微分鼓輪式測量系統2.精密齒輪及齒輪式測量系統3.光學讀數刻度尺式測量系統4.光電顯鏡和金屬刻尺式測量系統光柵
