先进制造-产品创新设计与先进检测技术.ppt

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1、三坐标测量的基础知识测头探测系统是由测头及其附件组成的系统，测头是测量机探测时发送信号的装置，它可以输出开头信号，亦可以输出与探针偏转角度成正比的比例信号，它是坐标测量机的关键部件，测头精度的高低很大程度决定了测量机的测量重复性及精度；不同零件需要选择不同功能的测头进行测量。扫描测头触发测头激光测头测头分类1.触发测头与扫描测头触发测头（Triggerprobe）:又称为开关测头，测头的主要任务是探测零件并发出锁存信号，实时的锁存被测表面坐标点的三维坐标值。扫描测头（ScanningProbe）:又称为比例测头或模拟测头，此类测头有的不仅能作触发测头使用，更重要

2、的是能输出与探针的偏转成比例的信号（模拟电压或数字信号），由计算机同时读入探针偏转及测量机的三维坐标信号（作触发测头时则锁存探测点的三维坐标值），以保证实时的得到被探测点的三维坐标。由于取点时没有机械的往复运动，因此采点率大大提高，扫描测头用于离散点测量时，由于探针的三维运动可以确定该点所在表面的法矢方向，因此更适于曲面的测量。2.接触式测头与非接触式测头接触式测头（ContactProbe）:需与待测表面发生实体接触的探测系统。非接触式测头（Non-ContactProbe）:不需与待测表面化发生实体接触的探测系统；例如光学探测系统。触发式测头的原理接触式触发

3、测头的基本结构接触器断开TP20机械测头包括3个电子接触器，当测杆接触物体使测杆偏斜时，至少有一个接触器断开，此时机器的X、Y、Z光栅被读出。这组数值表示此时的测杆球心位置。触发式测头的原理触发测头工作时的基本动作上图所示为测头处于回位状态。探针接触被测物体并与物体接触的力通过测头内部的弹簧力平衡，探针产生弯曲；探针绕测头内部支点转动，造成一个或两个接点断开，在断开前测头发出触发信号；然后机器回退，测头复位。触发式测头的原理触发测头工作时的电气原理触发测头通过触点形成电气回路；当测头与零件接触时测力增加，接触面积减小，电阻增加，当电阻到达阈值时，测头发出触发信号

4、。如下图所示：矢量矢量可以被看做一个单位长的直线，并指向矢量方向。相对于三个轴的方向矢量。I方向在X轴，J方向在Y轴，K方向在Z轴。矢量I、J、K值介于1和-1之间，分别表示与X、Y、Z夹角的余弦。IKMicroval,MicroXcel&XcelMachineAxesConventionJXZY+I+J+K矢量方向矢量用一条末端带箭头的直线表示，箭头表示了它的方向。X、Y、Z表示三坐标测量机的坐标位置，矢量I、J、K表示了三坐标测量机三轴正确的测量方向。在三坐标测量中矢量精确指明测头垂直触测被测特征的方向，即测头触测后的回退方向。Z(+K)XY(+J)45°(

5、+I)I=0.707J=0.707K=045度方向矢量余弦误差矢量的另一个很重要的作用是软件利用矢量方向进行测头补尝。DCC模式下，当测量一点后机器沿着与被测点矢量方向相反的方向进行触测，如果触测方向不正确，将引起一个“余弦误差”。错误的触测方向正确的触测方向坐标系在DCC三坐标测量机上测量工件区别于传统的测量另一个主要特点是测量效率高。效率高源于两个方面：一是具有数据自动处理程序；二是对待测工件易于安装定位，通过测量软件系统对任意放置的工件建立零件坐标系，进行坐标转换，实现自动找正。精确的测量工作中，正确地建坐标系，与具有精确的测量机，校验好的测头一样重要。由

6、于我们的工件图纸都是有设计基准的，所有尺寸都是与设计基准相关的，要得到一个正确的检测报告，就必须建立零件坐标系，同时，在批量工件的检测过程中，只需建立好零件坐标系即可运行程序，从而更快捷有效。坐标系类型三坐标测量中常使用三种类型坐标系：直角坐标系、极坐标系和球坐标系。由于直角坐标系可用线性转换矩阵实现坐标变换，故在三坐标测量机中大都以直角坐标系作为坐标系转换基础。直角坐标系：指由三条数轴相交于原点且相互垂直建立的坐标系，又称笛卡尔直角坐标系。三坐标测量机坐标系分类第一种分类：机器坐标系：三坐标测量机测头所在位置为原点，以X、Y、Z坐标轴构成的直角坐标系。零件坐标

7、系：指在被测工件上建立起来的坐标系，是为了修正被测工件摆放误差而建立的坐标系。第二种分类：直角坐标系：X、Y、Z极坐标系：A(极角)、R(极径)、H(深度值即Z值)ZYXxzyRHXZA建立直角坐标系常规建立坐标系的方法：3-2-1方法1、测量3点确立一个基平面。（点1、2、3）2、测量2点确定一条直线，即主轴正方向。（点4、5）3、测量1点，确定主轴原点。（点6）工作平面工作平面用来指示二维元素计算的平面。在测量时，元素计算和探头补偿中使用工作平面。RationalDMIS在“工作平面”选项里可以选择所需的面，作为当前的工作平面。“最近的CRD平面”这个窗口接

8、受从元素数据区拖放平面元