逆向工程技术-ppt课件(同名70411).ppt
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1、逆向工程技术逆向工程技术1ppt课件课件内内 容容三坐标测量机的发展历程三坐标测量机的发展历程三坐标测量机的类型和组成三坐标测量机的类型和组成测量方法分析测量方法分析三坐标测量机应用三坐标测量机应用三坐标测量机的发展趋势三坐标测量机的发展趋势 2ppt课件课件一、三坐标测量机的发展历程一、三坐标测量机的发展历程l前言前言 三坐标测量机(三坐标测量机(CMM)是)是20世纪世纪60年代发展起来的一种新型年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。它的出现,一方面是由于自动机床、数控机高效的精密测量仪器。它的出现,一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测
2、床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套;另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控量设备与之配套;另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。基础。3ppt课件课件 三坐标测量机是一种高效率的新型精密测量仪器。它广三坐标测量机是一种高效率的新型精密测量仪器。它广泛地用于机械制造、电泛地用于机械制造、电 子、汽车和航空航天等工业中。它可子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和以进行零件和 部件的尺寸、形状及相互位置的检测。由于它部件的尺寸、
3、形状及相互位置的检测。由于它的通的通 用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、 能能与柔性制造系统相连接,已成为一类大型精密仪与柔性制造系统相连接,已成为一类大型精密仪 器,有器,有“测测量中心量中心”之称。之称。l优点:优点: 通用性强通用性强测量精度可靠测量精度可靠可方便地进行数据处理和程序控制。可方便地进行数据处理和程序控制。4ppt课件课件l三坐标测量机的发展三坐标测量机的发展 随着工业现代化进程的发展,伴随着众多制造业如汽车业随着工业现代化进程的发展,伴随着众多制造业如汽车业等大规模生产的需要,在加工设备等大规模生产的需要,在加工设备
4、提高功效、自动化更强的基提高功效、自动化更强的基础上,要求计量检测础上,要求计量检测 手段应当高速、柔性化、通用化,而固定手段应当高速、柔性化、通用化,而固定的、专的、专 用的或手动的工量具大大限制了大批量制造和复用的或手动的工量具大大限制了大批量制造和复 杂零件杂零件加工业的发展。三维测量是基于以下的客观要求而发展起来的。加工业的发展。三维测量是基于以下的客观要求而发展起来的。越来越多的工件需要进行空间三维测量;越来越多的工件需要进行空间三维测量;加工精度不断提高;加工精度不断提高;实现反向工程的需要。实现反向工程的需要。5ppt课件课件二、三坐标测量机的类型和组成二、三坐标测量机的类型和组
5、成1、三坐标测量机工作原理、三坐标测量机工作原理 三坐标测量机工作原理是将被测物体置于三坐标三坐标测量机工作原理是将被测物体置于三坐标测量机的测量空间,可获得被测物体上各测测量机的测量空间,可获得被测物体上各测 点的坐标点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经过位置,根据这些点的空间坐标值,经过 数学运算,求数学运算,求出被测的几何尺寸、形状和位置。出被测的几何尺寸、形状和位置。 6ppt课件课件2 2、三坐标测量机的类型、三坐标测量机的类型1 1)按自动化程度分类)按自动化程度分类 (1)(1)数字显示及打印型数字显示及打印型 这类三坐标测量机主要用于几何尺寸测量,可显示并打印出测得这类三坐
6、标测量机主要用于几何尺寸测量,可显示并打印出测得点的坐标数据,但要获得所需的几何尺寸形位误差,还需进行人工运算,点的坐标数据,但要获得所需的几何尺寸形位误差,还需进行人工运算,其技术水平较低,目前已基本被淘汰。其技术水平较低,目前已基本被淘汰。(2)(2)带有计算机进行数据处理型带有计算机进行数据处理型 这类三坐标测量机技术水平略高,目前应用较多。这类三坐标测量机技术水平略高,目前应用较多。(3)(3)计算机数字控制型计算机数字控制型 这类三坐标测量机技术水平较高,可像数控机床一样,按照编制这类三坐标测量机技术水平较高,可像数控机床一样,按照编制好的程序自动测量。好的程序自动测量。7ppt课件
7、课件2 2)按结构形式分类)按结构形式分类按结构形式可分为移动桥式、固定桥式、龙门式、悬臂式、按结构形式可分为移动桥式、固定桥式、龙门式、悬臂式、水平臂式、坐标镗式、卧镗式和仪器台式等。水平臂式、坐标镗式、卧镗式和仪器台式等。8ppt课件课件桥框式三坐标测量机桥框式三坐标测量机l移动桥式主要特点是结构简单、紧移动桥式主要特点是结构简单、紧凑、刚凑、刚 度好,具有较开阔的度好,具有较开阔的 空间。空间。工作台固定,工作台固定, 承载能力强,工件质承载能力强,工件质 量对测量机的的动态量对测量机的的动态 性能没有影响。性能没有影响。l固定桥式结构刚度很好,容易保证固定桥式结构刚度很好,容易保证较高
8、的精度较高的精度。 9ppt课件课件龙门式三坐标测量机龙门式三坐标测量机l龙门式三坐标测量龙门式三坐标测量机的移动部分只是机的移动部分只是横梁横梁 在移动。在移动。Z向尺向尺寸很大,有利于减寸很大,有利于减小活动部分的质量。小活动部分的质量。适用于大型三坐标适用于大型三坐标测量机,测量机, 结构远比结构远比移动桥式复杂。移动桥式复杂。 10ppt课件课件水平臂式三坐标测量机水平臂式三坐标测量机l水平臂式三坐标测量水平臂式三坐标测量机,又称地轨式三坐机,又称地轨式三坐标测量机,在汽车工标测量机,在汽车工业中有广泛应用。这业中有广泛应用。这种测量种测量 机结构简单、机结构简单、空间开阔,但水平臂空
9、间开阔,但水平臂变形大。变形大。 常用于画线,常用于画线,也称三坐标划线机。也称三坐标划线机。 11ppt课件课件立柱式三坐标测量机立柱式三坐标测量机l立柱式三坐标测量立柱式三坐标测量机是在坐标镗基础机是在坐标镗基础上发上发 展起来的。展起来的。结构牢靠、结构牢靠、 精度精度高,可将加工与高,可将加工与 检测合为一体。检测合为一体。 12ppt课件课件关节臂式三坐标测量机关节臂式三坐标测量机13ppt课件课件3)按测量精度分类)按测量精度分类划分标准按测量机单轴和空间最大测量不确定度大体上可划分为划分标准按测量机单轴和空间最大测量不确定度大体上可划分为:低精度分别约为低精度分别约为1x10-4
10、L和(和(23)x10-4L,其中,其中L为最大为最大量程;量程;中等精度分别约为中等精度分别约为1x10-5L和(和(23)x10-5L;精密型的则分别小于精密型的则分别小于1x10-6L和(和(23)x10-6L。一般放在。一般放在具有恒温条件的计量室内,用于精密测量。具有恒温条件的计量室内,用于精密测量。 14ppt课件课件3、三坐标测量机的组成、三坐标测量机的组成l坐标测量机可分为主机、测头系统、坐标测量机可分为主机、测头系统、 控制系统和测量控制系统和测量软件四大部分。软件四大部分。(1)主机)主机框架结构框架结构标尺系统标尺系统导轨导轨驱动装置驱动装置平衡部件平衡部件 15ppt课
11、件课件(2)测头系统)测头系统 测头是坐标测量机触测被测零件的发讯开关测头是坐标测量机触测被测零件的发讯开关, 是是坐标测量机的关键部件,测头精度的高低决定了坐标坐标测量机的关键部件,测头精度的高低决定了坐标测量机的测量重复性。三坐标测量机的功能、工作效测量机的测量重复性。三坐标测量机的功能、工作效率、精度与测头密切相关。三坐标测头的两大基本功率、精度与测头密切相关。三坐标测头的两大基本功能是测微和触发瞄准。能是测微和触发瞄准。 16ppt课件课件l测头的分类测头的分类按结构原理,测头可分为机械式、光学式和电气式。按结构原理,测头可分为机械式、光学式和电气式。按测量方法,测头可分为接触式和非接
12、触式。按测量方法,测头可分为接触式和非接触式。l测头系统的组成测头系统的组成测头系统包括分度测座、测头及其附件,其附件包括测杆、加测头系统包括分度测座、测头及其附件,其附件包括测杆、加长杆和探针。长杆和探针。17ppt课件课件(3)控制系统)控制系统 功能:功能: 读取空间坐标值,对测头信号进行实时响应与处理,控制机读取空间坐标值,对测头信号进行实时响应与处理,控制机械系统实现测量所必需的运动,实时监测坐标测量机的状态以保械系统实现测量所必需的运动,实时监测坐标测量机的状态以保证整个系统的安全性与可靠性,有的还包括对坐标测量机进行几证整个系统的安全性与可靠性,有的还包括对坐标测量机进行几何误差
13、与温度误差补偿以提高测量机的测量精度。何误差与温度误差补偿以提高测量机的测量精度。 18ppt课件课件 随着计算机技术及数控技术的发展,随着计算机技术及数控技术的发展,CNC型控制系统变得型控制系统变得日益普及,高精度、高速度、智能化成为坐标测量机发展的主要日益普及,高精度、高速度、智能化成为坐标测量机发展的主要趋势。趋势。控制系统主要包括:控制系统主要包括: - 空间坐标测量控制;空间坐标测量控制; - 测头系统及其控制;测头系统及其控制; - 测量进给控制;测量进给控制; - 控制系统的通信;控制系统的通信; - 坐标测量机的安全保证系统和控制系统的软件。坐标测量机的安全保证系统和控制系统
14、的软件。 19ppt课件课件 (4)测量软件)测量软件 测量机本体只是提取零件表面空间坐标测量机本体只是提取零件表面空间坐标 点的工具。测量点的工具。测量机精度在很大程度上依赖机精度在很大程度上依赖 于软件。测量机软件成为决定测量于软件。测量机软件成为决定测量机性能机性能 的主要因素。的主要因素。 测量软件从功能上可以分成以下几类:测量软件从功能上可以分成以下几类: 通用测量软件通用测量软件 专用测量评价软件专用测量评价软件 附加功能软件附加功能软件 20ppt课件课件l测量软件功能与应用的分类有以下几方面测量软件功能与应用的分类有以下几方面。 箱体类零件箱体类零件 自由曲面类零件自由曲面类零
15、件 特定形特定形 面类零件面类零件 反求测量反求测量l测量编程的模式:测量编程的模式: 联机编程联机编程 脱机编程脱机编程 自动编程。自动编程。 21ppt课件课件三、三坐标测量机软件应用三、三坐标测量机软件应用PC-DMIS22ppt课件课件三、三坐标测量机软件应用三、三坐标测量机软件应用PC-DMISlPC-DMIS测量软件介绍测量软件介绍PRO:基本测量:基本测量PC-DMIS: CAD:CAD数模导入功能数模导入功能CAD+:加强对钣金件测量和扫描功能:加强对钣金件测量和扫描功能 23ppt课件课件l三坐标测量机技术的测量过程三坐标测量机技术的测量过程 选定并校正测头选定并校正测头建立
16、零件坐标系建立零件坐标系测量基本元素测量基本元素计算所需结果计算所需结果输出测量结果输出测量结果24ppt课件课件(1)选定并校验测头)选定并校验测头l定义测头文件名定义测头文件名l添加角度添加角度l检验测头检验测头l特殊测针的校验特殊测针的校验 25ppt课件课件测座和触发测头测座和触发测头 26ppt课件课件测座测座的的A A角以角以7.5 7.5 分度分度从从0 0 旋旋转转到到105 105 A 角旋转角旋转27ppt课件课件B B角角从从-180 -180 到到180 180 以以7.5 7.5 的分度的分度( (按按顺顺时针时针、逆、逆时针时针) )旋旋转转B 角旋转角旋转28pp
17、t课件课件正如正如TP20TP20这样这样的的机械测机械测头头,包括,包括3 3个电子接触器个电子接触器,当测杆接触物体使测当测杆接触物体使测杆杆偏斜偏斜时时,至少有一個,至少有一個接触器断开接触器断开,此,此时机器时机器的的X X、Y Y、Z Z光柵被光柵被读读出。出。这组数值这组数值表示此表示此时时的的测测杆杆球心球心位置。位置。接触器断开29ppt课件课件测头校正测头校正 30ppt课件课件已知直径并且可以溯源已知直径并且可以溯源到国家基准的标准器。到国家基准的标准器。测头校正对所定义测头的测头校正对所定义测头的有效直径及位置参数进行有效直径及位置参数进行测量的过程。为了完成这测量的过程
18、。为了完成这一任务,需要用被校正的一任务,需要用被校正的测头对一个校验标准进行测头对一个校验标准进行测量。测量。未知直径和位未知直径和位置的测头置的测头31ppt课件课件在实物基准的每个测量点在实物基准的每个测量点的球心坐标同它的已知道的球心坐标同它的已知道直径比较。有效的测头直直径比较。有效的测头直径是通过计算每个测量点径是通过计算每个测量点所组成的直径与已知直径所组成的直径与已知直径的差值的差值有效测头半径有效测头半径32ppt课件课件运行运行 PC-DMIS33ppt课件课件PcDmis 文件管理器界面文件管理器界面34ppt课件课件选择这一图选择这一图标可以产生标可以产生一个新文件一个
19、新文件夹夹35ppt课件课件这个新文件夹这个新文件夹可以改名为用可以改名为用户名或操作员户名或操作员姓名姓名36ppt课件课件建立一个新建立一个新文件。文件。打开一个打开一个已生成的已生成的文件。文件。37ppt课件课件设置所需设置所需的测量单的测量单位非常重位非常重要。(公要。(公、英制)、英制)输入你输入你要建立要建立的文件的文件名名输入相输入相应的测应的测量信息量信息38ppt课件课件产生测头文件产生测头文件39ppt课件课件输入测头输入测头文件名,文件名,然后按回然后按回车键,这车键,这时测头没时测头没被定义显被定义显示为高亮示为高亮度。度。第一步第一步40ppt课件课件从清单中选从清
20、单中选择测座类型择测座类型第二步第二步从这里用从这里用鼠标单击鼠标单击下拉菜单下拉菜单41ppt课件课件从清单中从清单中选择测头选择测头附件附件第三步第三步42ppt课件课件从清单中选从清单中选择相应的传择相应的传感器如:感器如: Tp20, Tp200等等第四步第四步43ppt课件课件从测头清单从测头清单中选择所用中选择所用的测杆,如的测杆,如:4 *20 (直直径、长度)径、长度)第五步第五步44ppt课件课件定义结束时定义结束时测头系统的测头系统的配置完全图配置完全图示化显示出示化显示出来。来。第六步第六步从加入测头角度从加入测头角度按钮输入测头角按钮输入测头角度。度。45ppt课件课件
21、需要追加其需要追加其它角度,可它角度,可通过输入每通过输入每一个一个A、B角角,然后对其,然后对其进行校验测进行校验测量。量。第七步第七步如果需要多组如果需要多组复合角度,可复合角度,可以通过以通过A、B角的起始角,角的起始角,它们的增量和它们的增量和终止角的输入终止角的输入来实现。来实现。46ppt课件课件第八步第八步当所需的测当所需的测头位置全部头位置全部输入后,选输入后,选择择“测量测量”。47ppt课件课件选择手动或自选择手动或自动校验测头。动校验测头。第九步第九步输入测量标输入测量标准球的点数准球的点数。单击单击“测量测量”按按钮进行测头校验钮进行测头校验。48ppt课件课件(2)建
22、立零件坐标系)建立零件坐标系 坐标系的建立是后续测量的基础,建立了错误的坐标系的建立是后续测量的基础,建立了错误的坐标系将导致测量错误的尺寸,因此建立一个正确的坐标系将导致测量错误的尺寸,因此建立一个正确的参考方向即坐标系参考方向即坐标系 是非常关键和重要的。是非常关键和重要的。49ppt课件课件直角坐标系直角坐标系XZYZXYMicrovalMicroXcel &Xcel Machine坐标轴规定坐标轴规定Older MistralScirocco & Typhoon Machine坐标轴规定坐标轴规定50ppt课件课件测量机的空间范测量机的空间范围可用一个立方围可用一个立方体表示。立方体体
23、表示。立方体的每条边是测量的每条边是测量机的一个轴向。机的一个轴向。三条边的交点为三条边的交点为机器的原点。机器的原点。ZY原点原点X直角坐标系直角坐标系51ppt课件课件每每个轴个轴被分成被分成许许多多相同的分割相同的分割来来表示表示测量单位测量单位。测量空间测量空间的任意的任意一一点点可被可被期间期间的的唯一一組唯一一組X、Y、Z值值来定义来定义。XZ1005Y105 | | | | | | | | 5 10直角坐标系直角坐标系52ppt课件课件实例实例 1测量点的坐标分测量点的坐标分别是别是: X = 10Y = 5Z = 5XZY1051050 5 10 | | | | | | | |
24、 直角坐标系直角坐标系53ppt课件课件X = 0Y = 0Z = 5 | | | | | | | | 105XZY105 0 5 10实例实例 2测量点的坐标分测量点的坐标分别是别是: 直角坐标系直角坐标系54ppt课件课件X = 10Y = 10Z = 0XZ0Y | | | | | | | | 105105 5 10实例实例 3测量点的坐标分测量点的坐标分别是别是: 直角坐标系直角坐标系55ppt课件课件(2)建立零件坐标系方法)建立零件坐标系方法l3-2-1法法适用:适用:PCS的原点在工件本身、机器的行程范围内能找到的工件。的原点在工件本身、机器的行程范围内能找到的工件。方法:平面方
25、法:平面/直线直线/点、平面点、平面/直线直线/直线直线/、平面、平面/ 圆圆/圆圆/、平面、平面/直线直线/圆圆步骤:平面找正、直线旋转、点原点步骤:平面找正、直线旋转、点原点 56ppt课件课件l迭代法迭代法 适用:曲线、曲面类零件;零件坐标系的原点不在工件本身。适用:曲线、曲面类零件;零件坐标系的原点不在工件本身。 方法:六点法、三点两圆、三圆、五点一圆方法:六点法、三点两圆、三圆、五点一圆 l最佳拟合法最佳拟合法 条件:有条件:有CAD数模,有三个以上确定点数模,有三个以上确定点57ppt课件课件l零件坐标系的意义零件坐标系的意义找正零件(零件的放置与机器坐标系不平行)找正零件(零件的
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