三坐标测量机分解课件.ppt

1、坐标测量机坐标测量机中国科学院科仪器厂中国科学院科仪器厂三维表面粗糙度自动测量仪三维表面粗糙度自动测量仪110 三坐标测量仪是随计算机、三坐标测量仪是随计算机、机械工业的发展而出现的一种机械工业的发展而出现的一种高效高精度的接触式精密测量高效高精度的接触式精密测量仪器。它有机地结合了数字控仪器。它有机地结合了数字控制技术、计算机软件技术、先制技术、计算机软件技术、先进的位置传感技术和精密机械进的位置传感技术和精密机械技术，使诸如齿轮、凸轮、涡技术，使诸如齿轮、凸轮、涡轮涡杆等以前需要专用检测设轮涡杆等以前需要专用检测设备检测的工件，在三坐标测量备检测的工件，在三坐标测量仪进行数据采集，结合相应

2、测仪进行数据采集，结合相应测量、评价软件来实现专业的检量、评价软件来实现专业的检测和评价。测和评价。数字化测量数字化测量112三坐标测量机三坐标测量机坐标测量机的测量原理坐标测量机的测量原理 将工件安装固定在工作台上，在数控测量程将工件安装固定在工作台上，在数控测量程序控制下，三维测头可在分别对应于序控制下，三维测头可在分别对应于X、Y、Z坐坐标轴的三个方向沿工件表面运动，运动过程中当标轴的三个方向沿工件表面运动，运动过程中当探头与工件接触时立即发出信号。其数据被自动探头与工件接触时立即发出信号。其数据被自动读取，测量系统对工件的测量原始数据进行记录读取，测量系统对工件的测量原始数据进行记录和

3、进一步的数据处理，得到被测物体的几何尺寸，和进一步的数据处理，得到被测物体的几何尺寸，形状和位置等测量结果。形状和位置等测量结果。三坐标测量机三坐标测量机自动三坐标测量机自动三坐标测量机手动三坐标测量机手动三坐标测量机三坐标测量机三坐标测量机坐标测量机的组成坐标测量机的组成机械系统机械系统 包括底座、工作台、包括底座、工作台、立柱、横梁、滑架、立柱、横梁、滑架、测头等测头等控制系统控制系统 数据处理软件系统数据处理软件系统 125346xyz1 1底座底座 2 2工作台工作台 3 3横梁横梁4 4滑架滑架 5 5立柱立柱 6测头测头三坐标测量仪的几种测量方法三坐标测量仪的几种测量方法视频12

4、曲线测量视频13 曲面测量视频14 平面测量视频15 球面测量视频16 孔测量113现场手动检测设备应用现场手动检测设备应用 手持式激光扫描系统不仅手持式激光扫描系统不仅功能强大、一机多用，而且测功能强大、一机多用，而且测量柔性极好，对使用环境和操量柔性极好，对使用环境和操作技能无特别要求（几乎无测作技能无特别要求（几乎无测量死角），可用于生产车间和量死角），可用于生产车间和一般设计室。它可将边界测量一般设计室。它可将边界测量（接触式）和复杂曲面测量（接触式）和复杂曲面测量（激光扫描）方便地结合起来，（激光扫描）方便地结合起来，是目前市场上性价比较高的三是目前市场上性价比较高的三坐标测量和检测

5、系统之一。坐标测量和检测系统之一。现场手动三坐标测量仪现场手动三坐标测量仪114便携式三坐标测量仪便携式三坐标测量仪龙门式三坐标测量机龙门式三坐标测量机三坐标测量仪探针系统三坐标测量仪探针系统探针系统的要求为：满足零件测探针系统的要求为：满足零件测量要求；满足零件测量过程要求。量要求；满足零件测量过程要求。汽车缸盖探针系统之一汽车缸盖探针系统之一汽车缸盖探针系统之二汽车缸盖探针系统之二三坐标测量仪探针系统三坐标测量仪探针系统115探针定义界面。探针定义界面。探针定义界面116PC-DMISPC-DMIS测量软件功能测量软件功能 PC-DMIS是一款基于是一款基于CAD和几何量测量数据接口规范和

6、几何量测量数据接口规范DMIS（DIMENSIONALMEASURING INTERFACE STANDARD）的三坐标测量软件，主要功能如下：的三坐标测量软件，主要功能如下：对测量机的控制；对测量机的控制；测量探针组合定义与校验；测量探针组合定义与校验；测量手动操作控制；测量手动操作控制；被测几何元素定义；被测几何元素定义；测量结果的显示与输出；测量结果的显示与输出；测量坐标系确定；测量坐标系确定；自动测量程序编辑与调试运行；自动测量程序编辑与调试运行；基于基于CAD测量程序脱机编制。测量程序脱机编制。117PC-DMIS界面界面PCDMIS界面界面118基于基于CAD的检测技术的检测技术基

7、于基于CAD的检测技术的检测技术119坐标测量机坐标测量机（Coordinate Measuring MachineCoordinate Measuring Machine，CMMCMM）测量系统由三坐标测量机、电气控制单元、计算机以及测量测量系统由三坐标测量机、电气控制单元、计算机以及测量软件等组成，属于接触式测量；软件等组成，属于接触式测量；传统的坐标测量机多采用触发式测量头，每次仅能获取被测传统的坐标测量机多采用触发式测量头，每次仅能获取被测物体表面上一个点的三维坐标值，因此测量速度较慢，且很物体表面上一个点的三维坐标值，因此测量速度较慢，且很难获得整个被测物体表面的全部信息难获得整个被

8、测物体表面的全部信息三维测头存在接触压力对被测对象的干扰问题；三维测头存在接触压力对被测对象的干扰问题；坐标测量机的不足之处在于，由于使用接触式测量，导致测坐标测量机的不足之处在于，由于使用接触式测量，导致测量死角的存在，且不能测量软物体，而测量路径的规划较为量死角的存在，且不能测量软物体，而测量路径的规划较为复杂，测量过程需要较多的人工干预，加之坐标测量机价格复杂，测量过程需要较多的人工干预，加之坐标测量机价格昂贵，对使用环境要求高，测量数据密度较低等。昂贵，对使用环境要求高，测量数据密度较低等。对于没有复杂内部型腔、特征几何尺寸多、只有少量特征曲对于没有复杂内部型腔、特征几何尺寸多、只有少

9、量特征曲面的零件，使用坐标测量机进行三维数字化测量是非常有效面的零件，使用坐标测量机进行三维数字化测量是非常有效可靠的手段。可靠的手段。结束结束 测量时，测量时，ATOS将投将投影单元的编码光栅影像投影单元的编码光栅影像投影到物体表面，此时光栅影到物体表面，此时光栅影像受到被测样件表面高影像受到被测样件表面高度的调制，光栅影线发生度的调制，光栅影线发生变形，同时从不同的角度变形，同时从不同的角度被两个被两个CCD数码相机抓取，数码相机抓取，基于三角测量原理，经过基于三角测量原理，经过数字图形处理后大约数字图形处理后大约40万万个像素点的个像素点的3D坐标值被独坐标值被独立而精确地计算出来。立而

10、精确地计算出来。120 因此，因此，ATOS可在短时间内获得可在短时间内获得任何复杂表面的密集点云（点距任何复杂表面的密集点云（点距0.030.5mm），使表面的曲率变化生成完美），使表面的曲率变化生成完美的网格面，便于后期的曲面重建和直接的网格面，便于后期的曲面重建和直接加工。还能获得清晰细小的特征，并可加工。还能获得清晰细小的特征，并可方便提取工件表面各种特征。方便提取工件表面各种特征。视频视频17 ATOS测量仪的应用测量仪的应用121ATOS Compact Scan三维扫描仪三维扫描仪悬臂式坐标测量机悬臂式坐标测量机计数器412.2055放大器开 关被测工件三维测量头刻线尺刻线尺ZYX这么小的蜗轮蜗杆减速器，伺服电机驱动，悬臂消这么小的蜗轮蜗杆减速器，伺服电机驱动，悬臂消侧隙。这个蜗杆的轴承座和机壳之间是用悬臂连接的，侧隙。这个蜗杆的轴承座和机壳之间是用悬臂连接的，靠悬臂的弹性来消除蜗轮和蜗杆之间的间隙。轴承室靠悬臂的弹性来消除蜗轮和蜗杆之间的间隙。轴承室和轴承外圈之间也是用开口圆环的轴承室结构依靠弹和轴承外圈之间也是用开口圆环的轴承室结构依靠弹性来消除间隙。性来消除间隙。日本三丰的日本三丰的100纳米级的测微头。纳米级的测微头。这是三维移动台，精度微米级。这是三维移动台，精度微米级。这是这是500纳米的测微头。纳米的测微头。