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详解三坐标测量机使用方法及注意事项

  • 来源:
  • 作者:法柯
  • 发布时间:2021-07-02 16:18:57


三坐标测量机使用方法

三坐标测量机(CMM)的测量方式通常可分为接触式测量、非接触式测量和接触与非接触并用式测量。

接触测量方式常用于机加工产品、压制成型产品、金属膜等的测量。为了分析工件加工数据,或为逆向工程提供工件原始信息,经常需要用三坐标测量机对被测工件表面进行数据点扫描。


三坐标测量机的扫描操作是应用PC DMIS程序在被测物体表面的特定区域内进行数据点采集,该区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线等。扫描类型与测量模式、测头类型以及是否有CAD文件等有关,控制屏幕上的扫描(Scan)选项由状态按钮(手动/DCC)决定。若采用DCC方式测量,又有CAD文件,则可供选用的扫描方式有开线(Open Linear)、闭线(Closed Linear)、面片(Patch)、截面(Section)和周线(Perimeter)扫描;若采用DCC方式测量,而只有线框型CAD文件,则可选用开线(Open Linear)、闭线(Closed Linear)和面片(Patch)扫描方式;若采用手动测量模式,则只能使用基本的手动触发扫描(Manul TTP Scan)方式;若采用手动测量方式并使用刚性测头,则可用选项为固定间隔(Fixed Delta)、变化间隔(Variable Delta)、时间间隔(Time Delta)和主体轴向扫描(Body Axis Scan)方式。

下面详细介绍在DCC状态下,进入功能(Utility)菜单选取扫描(Scan)选项后可供选择的五种扫描方式。

1、开线扫描(Open Linear Scan)
开线扫描是基本的扫描方式。测头从起始点开始,沿一定方向并按预定步长进行扫描,直至终止点。开线扫描可分为有、无CAD模型两种情况。
(1)无CAD模型
如被测工件无CAD模型,首先输入边界点(Boundary Points)的名义值。打开对话框中的边界点选项后,先点击,输入扫描起始点数据;然后双击,输入方向点(表示扫描方向的坐标点)的新的X、Y、Z坐标值;后双击,输入扫描终点数据。
第二项输入步长。在扫描对话框(Scan Dialog)中方向1技术(Direction 1 Tech)栏中的大(Max Inc)栏中输入一个新步长值。
后检查设定的方向矢量是否正确,该矢量定义了扫描开始后测量点表面的法矢、截面以及扫描结束前后一点的表面法矢。当所有数据输入完成后点击创建。
(2)有CAD模型
如被测工件有CAD模型,开始扫描时用鼠标左键点击CAD模型的相应表面,PC DMIS程序将在CAD模型上生成一点并加标志表示为扫描起始点;然后点击下一点定义扫描方向;后点击终点(或边界点)并标志为。在和之间连线。对于每一所选点,PC DMIS已在对话框中输入相应坐标值及矢量。确定步长及其它选项(如安全平面、单点等)后,点击测量,然后点击创建。

2、闭线扫描(Closed Linear Scan)
闭线扫描方式允许扫描内表面或外表面,它只需起点和方向点两个值(PC DMIS程序将起点也作为终点)。
(1)数据输入操作
双击边界点,在编辑对话框中输入位置;双击方向点,输入坐标值;选择扫描类型(线性或变量),输入步长,定义触测类型(矢量、表面或边缘);双击初始矢量,输入第点的矢量,检查截面矢量;键入其它选项后,点击创建。
也可使用坐标测量机操作盘触测被测工件表面的测点,然后触测方向点,PC DMIS程序将把测量值自动放入对话框,并自动计算初始矢量。选择扫描控制方式、测点类型及其它选项后,点击创建。
(2)有CAD模型的闭线扫描
如被测工件有CAD模型,测量前确认闭线扫描;首先点击表面起始点,在CAD模型上生成符号(点击时表面和边界点被加亮,以便选择正确的表面);然后点击扫描方向点;PC DMIS将在对话框中给出所选位置点相应的坐标及矢量;选择扫描控制方式、步长及其它选项后,点击创建。

3、面片扫描
应用该扫描方式至少需要四个边界点信息,即开始点、方向点、扫描长度和扫描宽度。PC DMIS可根据基本(或缺省)信息给出的边界点1、2、3确定三角形面片,扫描方向则由D的坐标值决定;若增加了第四或第五个边界点,则面片可以为四方形或五边形。
采用面片扫描方式时,在复选框中选择闭线扫描,表示扫描一个封闭元素(如圆柱、圆锥、槽等),然后输入起始点、终止点和方向点。终止点位置表示扫描被测元素时向上或向下移动的距离;用起始点、方向点和起始矢量可定义截平面矢量(通常该矢量平行于被测元素)。现以创建四边形面片为例,介绍面片扫描的几种定义方式:
(1)键入坐标值方式
双击边界点1,输入起始点坐标值X、Y、Z;双击边界方向点,输入扫描方向点坐标值;双击边界点2,输入确定方向的扫描宽度;双击边界点3,输入确定第二方向的扫描宽度;点击3,然后按添加按钮,对话框给出第四个边界点;双击边界点4,输入终止点坐标值;选择扫描所需的步长(各点间的步距)和大步长(1、2两点间的步长)值后,点击创建。
(2)触测方式
选定面片扫描方式,用坐标测量机草作盘在所需起始点位置触测点,该点坐标值将显示在边界点对话框#1项内;然后触测第二点,该点代表扫描方向的终止点,其坐标值将显示在对话框的D项内;然后触测第三点,该点代表扫描面片宽度,其坐标值将显示在对话框的#3项内;点击3,选择添加,可在清单上添加第四点;触测终止点,将关闭对话框。后定义扫描行距和步长两个方向数据;选择扫描触测类型及所需选项后,点击创建。
(3)CAD曲面模型方式
该扫描方式只适用于有CAD曲面模型的工件。首先选定面片扫描方式,左键点击CAD工作表面;加亮边界点对话框中的1,左键点击曲面上的扫描起始点;然后加亮D,点击曲面定义方向点;点击曲面定义扫描宽度(#2);点击曲面定义扫描上宽度(#3);点击3,选择添加,添加附加点4,加亮4,点击定义扫描终止点,关闭对话框。定义两个方向的步长及选择所需选项后,点击创建。

4、截面扫描
仅适用于有CAD曲面模型的工件,它允许对工件的某一截面进行扫描,扫描截面既可沿X、Y、Z轴方向,也可与坐标轴成一定角度。通过定义步长可进行多个截面扫描。可在对话框中设置截面扫描的边界点。按剖切CAD转换按钮,可在CAD曲面模型内寻找任何孔,并可采用与开线扫描类似方式定义其边界线,PCDMIS程序将使扫描路径自动避开CAD曲面模型中的孔。按用户定义表面剖切CAD的方法为:进入边界点选项;进入CAD元素选择框;选择表面;在不清除CAD元素选择框的情况下,选择剖切CAD选项。此时PC DMIS程序将切割所选表面寻找孔。若CAD曲面模型中无定义孔,就没有必要选剖切CAD选项,此时PC DMIS将按定义的起始、终止边界点进行扫描。对于有多个曲面的复杂CAD图形,可对不同曲面分组剖切,*#将剖切限制在局部CAD曲面模型上。

5、边界扫描
边界扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件。该扫描方式采用CAD数学模型计算扫描路径,该路径与边界或外轮廓偏置一定距离(由用户选定)。创建边界扫描时,首先选定边界扫描选项;若为内边界扫描,则在对话框中选择内边界扫描;选择工作曲面时,启动选择复选框,每选一个曲面则加亮一个,选定所有期望曲面后,退出复选框;点击表面确定扫描起始点;在同一表面上点击确定扫描方向点;点击表面确定扫描终止点,若不给出终止点,则起始点即为终止点;在扫描构造编辑框内输入相应值(包括增值、CAD公差等);选择计算边界选项,计算扫描边界;确认偏差值正确后,按产生测点按钮,PC DMIS程序将自动计算执行扫描的理论值;点击创建。

6、应用要点
(1)应根据被测工件的具体特点及建模要求合理选用适当的扫描测量方式,以达到提高数据采集精度和测量效率的目的。
(2)为便于测量草作和测头移动,应合理规划被测工件装夹位置;为保证造型精度,装夹工件时应尽量使测头能一次完成全部被测对象的扫描测量。
(3)扫描测量点的选取应包括工件轮廓几何信息的关键点,在曲率变化较明显的部位应适当增加测量点。

三坐标测量机使用注意事项
查看零件图纸,了解测量要求和方法,规划检测方案或调出设计好的检测程序。
1、工件吊装前,要将探针退回坐标原点,为吊装位置预留较大的空间;工件吊装要平稳,不可撞击三坐标测量机任何构件。
2、正确安装零件,安装前确保符合零件与测量机的等温要求,恒温条件下,提前四个小时以上放入被测工件。
3、建立正确的坐标系,保证所建立的坐标系符合图纸的要求,才能确保所测数据准确。
4、当编好程序自动运行时,要防止探针与工件的干涉,故需注意要增加拐点。
5、对于一些大型较重的模具、检具,测量结束后应及时吊下工作台,以避免工作台长时间处于承载状态。

6、检测完毕后,清洁三坐标测量仪工作台台面。



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