逆向工程技術(shù),1,內(nèi)容,三坐標(biāo)測量機的發(fā)展歷程三坐標(biāo)測量機的類型和組成測量方法分析三坐標(biāo)測量機應(yīng)用三坐標(biāo)測量機的發(fā)展趨勢,2,一、三坐標(biāo)測量機的發(fā)展歷程,前言,三坐標(biāo)測量機（CMM）是20世紀(jì)60年代發(fā)展起來的一種新型高效的精密測量儀器。它的出現(xiàn)，一方面是由于自動機床、數(shù)控機床高效率加工以及越來越多復(fù)雜形狀零件加工需要有快速可靠的測量設(shè)備與之配套；另一方面是由于電子技術(shù)、計算機技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標(biāo)測量機的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎(chǔ)。,3,三坐標(biāo)測量機是一種高效率的新型精密測量儀器。它廣泛地用于機械制造、電子、汽車和航空航天等工業(yè)中。它可以進行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測。由于它的通用性強、測量范圍大、精度高、效率高、性能好、能與柔性制造系統(tǒng)相連接，已成為一類大型精密儀器，有“測量中心”之稱。優(yōu)點：通用性強測量精度可靠可方便地進行數(shù)據(jù)處理和程序控制。,4,三坐標(biāo)測量機的發(fā)展隨著工業(yè)現(xiàn)代化進程的發(fā)展，伴隨著眾多制造業(yè)如汽車業(yè)等大規(guī)模生產(chǎn)的需要，在加工設(shè)備提高功效、自動化更強的基礎(chǔ)上，要求計量檢測手段應(yīng)當(dāng)高速、柔性化、通用化，而固定的、專用的或手動的工量具大大限制了大批量制造和復(fù)雜零件加工業(yè)的發(fā)展。三維測量是基于以下的客觀要求而發(fā)展起來的。越來越多的工件需要進行空間三維測量；加工精度不斷提高；實現(xiàn)反向工程的需要。,5,二、三坐標(biāo)測量機的類型和組成,1、三坐標(biāo)測量機工作原理三坐標(biāo)測量機工作原理是將被測物體置于三坐標(biāo)測量機的測量空間，可獲得被測物體上各測點的坐標(biāo)位置，根據(jù)這些點的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過數(shù)學(xué)運算，求出被測的幾何尺寸、形狀和位置。,6,2、三坐標(biāo)測量機的類型,1）按自動化程度分類(1)數(shù)字顯示及打印型這類三坐標(biāo)測量機主要用于幾何尺寸測量，可顯示并打印出測得點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，但要獲得所需的幾何尺寸形位誤差，還需進行人工運算，其技術(shù)水平較低，目前已基本被淘汰。(2)帶有計算機進行數(shù)據(jù)處理型這類三坐標(biāo)測量機技術(shù)水平略高，目前應(yīng)用較多。(3)計算機數(shù)字控制型這類三坐標(biāo)測量機技術(shù)水平較高，可像數(shù)控機床一樣，按照編制好的程序自動測量。,7,2）按結(jié)構(gòu)形式分類按結(jié)構(gòu)形式可分為移動橋式、固定橋式、龍門式、懸臂式、水平臂式、坐標(biāo)鏜式、臥鏜式和儀器臺式等。,8,橋框式三坐標(biāo)測量機,移動橋式主要特點是結(jié)構(gòu)簡單、緊湊、剛度好，具有較開闊的空間。工作臺固定，承載能力強，工件質(zhì)量對測量機的的動態(tài)性能沒有影響。固定橋式結(jié)構(gòu)剛度很好，容易保證較高的精度。,9,龍門式三坐標(biāo)測量機,龍門式三坐標(biāo)測量機的移動部分只是橫梁在移動。Z向尺寸很大，有利于減小活動部分的質(zhì)量。適用于大型三坐標(biāo)測量機，結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)比移動橋式復(fù)雜。,10,水平臂式三坐標(biāo)測量機,水平臂式三坐標(biāo)測量機，又稱地軌式三坐標(biāo)測量機，在汽車工業(yè)中有廣泛應(yīng)用。這種測量機結(jié)構(gòu)簡單、空間開闊，但水平臂變形大。常用于畫線，也稱三坐標(biāo)劃線機。,11,立柱式三坐標(biāo)測量機,立柱式三坐標(biāo)測量機是在坐標(biāo)鏜基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。結(jié)構(gòu)牢靠、精度高，可將加工與檢測合為一體。,12,關(guān)節(jié)臂式三坐標(biāo)測量機,13,3）按測量精度分類劃分標(biāo)準(zhǔn)按測量機單軸和空間最大測量不確定度大體上可劃分為：低精度分別約為1x10-4L和（23）x10-4L，其中L為最大量程；中等精度分別約為1x10-5L和（23）x10-5L；精密型的則分別小于1x10-6L和（23）x10-6L。一般放在具有恒溫條件的計量室內(nèi)，用于精密測量。,14,3、三坐標(biāo)測量機的組成,坐標(biāo)測量機可分為主機、測頭系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和測量軟件四大部分。（1）主機框架結(jié)構(gòu)標(biāo)尺系統(tǒng)導(dǎo)軌驅(qū)動裝置平衡部件,15,（2）測頭系統(tǒng)測頭是坐標(biāo)測量機觸測被測零件的發(fā)訊開關(guān),是坐標(biāo)測量機的關(guān)鍵部件，測頭精度的高低決定了坐標(biāo)測量機的測量重復(fù)性。三坐標(biāo)測量機的功能、工作效率、精度與測頭密切相關(guān)。三坐標(biāo)測頭的兩大基本功能是測微和觸發(fā)瞄準(zhǔn)。,16,測頭的分類按結(jié)構(gòu)原理，測頭可分為機械式、光學(xué)式和電氣式。按測量方法，測頭可分為接觸式和非接觸式。測頭系統(tǒng)的組成測頭系統(tǒng)包括分度測座、測頭及其附件，其附件包括測桿、加長桿和探針。,17,（3）控制系統(tǒng)功能：讀取空間坐標(biāo)值，對測頭信號進行實時響應(yīng)與處理，控制機械系統(tǒng)實現(xiàn)測量所必需的運動，實時監(jiān)測坐標(biāo)測量機的狀態(tài)以保證整個系統(tǒng)的安全性與可靠性，有的還包括對坐標(biāo)測量機進行幾何誤差與溫度誤差補償以提高測量機的測量精度。,18,隨著計算機技術(shù)及數(shù)控技術(shù)的發(fā)展，CNC型控制系統(tǒng)變得日益普及，高精度、高速度、智能化成為坐標(biāo)測量機發(fā)展的主要趨勢。控制系統(tǒng)主要包括：-空間坐標(biāo)測量控制；-測頭系統(tǒng)及其控制；-測量進給控制；-控制系統(tǒng)的通信；-坐標(biāo)測量機的安全保證系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的軟件。,19,（4）測量軟件測量機本體只是提取零件表面空間坐標(biāo)點的工具。測量機精度在很大程度上依賴于軟件。測量機軟件成為決定測量機性能的主要因素。測量軟件從功能上可以分成以下幾類：通用測量軟件專用測量評價軟件附加功能軟件,20,測量軟件功能與應(yīng)用的分類有以下幾方面。箱體類零件自由曲面類零件特定形面類零件反求測量測量編程的模式：聯(lián)機編程脫機編程自動編程。,21,三、三坐標(biāo)測量機軟件應(yīng)用PC-DMIS,22,三、三坐標(biāo)測量機軟件應(yīng)用PC-DMIS,PC-DMIS測量軟件介紹PRO：基本測量PC-DMIS:CAD：CAD數(shù)模導(dǎo)入功能CAD+：加強對鈑金件測量和掃描功能,23,三坐標(biāo)測量機技術(shù)的測量過程選定并校正測頭建立零件坐標(biāo)系測量基本元素計算所需結(jié)果輸出測量結(jié)果,24,（1）選定并校驗測頭定義測頭文件名添加角度檢驗測頭特殊測針的校驗,25,測座和觸發(fā)測頭,26,測座的A角以7.5分度從0旋轉(zhuǎn)到105,A角旋轉(zhuǎn),關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)測座,27,關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)測座,B角從-180到180以7.5的分度(按順時針、逆時針)旋轉(zhuǎn),B角旋轉(zhuǎn),28,正如TP20這樣的機械測頭，包括3個電子接觸器，當(dāng)測桿接觸物體使測桿偏斜時，至少有一個接觸器斷開，此時機器的X、Y、Z光柵被讀出。這組數(shù)值表示此時的測桿球心位置。,接觸器斷開,關(guān)節(jié)旋轉(zhuǎn)測座,29,測頭校正,30,測頭校正,已知直徑并且可以溯源到國家基準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)器。,測頭校正對所定義測頭的有效直徑及位置參數(shù)進行測量的過程。為了完成這一任務(wù)，需要用被校正的測頭對一個校驗標(biāo)準(zhǔn)進行測量。,未知直徑和位置的測頭,31,測頭校正,在實物基準(zhǔn)的每個測量點的球心坐標(biāo)同它的已知道直徑比較。有效的測頭直徑是通過計算每個測量點所組成的直徑與已知直徑的差值,有效測頭半徑,32,運行PC-DMIS,33,運行PcDmis,PcDmis文件管理器界面,34,運行PcDmis,選擇這一圖標(biāo)可以產(chǎn)生一個新文件夾,35,運行PcDmis,這個新文件夾可以改名為用戶名或操作員姓名,36,運行PcDmis,37,運行PcDmis,38,產(chǎn)生測頭文件,39,產(chǎn)生測頭文件,輸入測頭文件名，然后按回車鍵，這時測頭沒被定義顯示為高亮度。,第一步,40,產(chǎn)生測頭文件,從清單中選擇測座類型,第二步,從這里用鼠標(biāo)單擊下拉菜單,41,產(chǎn)生測頭文件,從清單中選擇測頭附件,第三步,42,產(chǎn)生測頭文件,從清單中選擇相應(yīng)的傳感器如：Tp20,Tp200等,第四步,43,產(chǎn)生測頭文件,從測頭清單中選擇所用的測桿，如：4*20（直徑、長度）,第五步,44,產(chǎn)生測頭文件,定義結(jié)束時測頭系統(tǒng)的配置完全圖示化顯示出來。,第六步,從加入測頭角度按鈕輸入測頭角度。,45,產(chǎn)生測頭文件,需要追加其它角度，可通過輸入每一個A、B角，然后對其進行校驗測量。,第七步,如果需要多組復(fù)合角度，可以通過A、B角的起始角，它們的增量和終止角的輸入來實現(xiàn)。,46,產(chǎn)生測頭文件,第八步,當(dāng)所需的測頭位置全部輸入后，選擇“測量”。,47,產(chǎn)生測頭文件,選擇手動或自動校驗測頭。,第九步,輸入測量標(biāo)準(zhǔn)球的點數(shù)。,單擊“測量”按鈕進行測頭校驗。,48,（2）建立零件坐標(biāo)系坐標(biāo)系的建立是后續(xù)測量的基礎(chǔ)，建立了錯誤的坐標(biāo)系將導(dǎo)致測量錯誤的尺寸，因此建立一個正確的參考方向即坐標(biāo)系是非常關(guān)鍵和重要的。,49,直角坐標(biāo)系,50,測量機的空間范圍可用一個立方體表示。立方體的每條邊是測量機的一個軸向。三條邊的交點為機器的原點。,直角坐標(biāo)系,51,每個軸被分成許多相同的分割來表示測量單位。測量空間的任意一點可被期間的唯一一組X、Y、Z值來定義。,直角坐標(biāo)系,52,實例1測量點的坐標(biāo)分別是:,X=10Y=5Z=5,直角坐標(biāo)系,53,X=0Y=0Z=5,實例2測量點的坐標(biāo)分別是:,直角坐標(biāo)系,54,X=10Y=10Z=0,X,Z,0,Y,|,105,10,5,510,實例3測量點的坐標(biāo)分別是:,直角坐標(biāo)系,55,（2）建立零件坐標(biāo)系方法3-2-1法適用：PCS的原點在工件本身、機器的行程范圍內(nèi)能找到的工件。方法：平面/直線/點、平面/直線/直線/、平面/圓/圓/、平面/直線/圓步驟：平面找正、直線旋轉(zhuǎn)、點原點,56,迭代法適用：曲線、曲面類零件；零件坐標(biāo)系的原點不在工件本身。方法：六點法、三點兩圓、三圓、五點一圓最佳擬合法條件：有CAD數(shù)模，有三個以上確定點,57,零件坐標(biāo)系的意義找正零件（零件的放置與機器坐標(biāo)系不平行）建立零件基準(zhǔn)；指出零件放置的位置，運行程序；使零件與CAD模型坐標(biāo)系一致；零件坐標(biāo)系可以根據(jù)需要建立若干個。,58,建立零件坐標(biāo)系的原則遵循原則：右手螺旋法則右手螺旋法則：拇指指向繞著的軸的正方向，順著四指旋轉(zhuǎn)的方向角度為正，反之為負(fù)。采集特征元素時，要注意保證最大范圍包容所測元素并均勻分布；,59,零件找正,零件找正,零件找正,60,零件找正,校正坐標(biāo)系是建立零件坐標(biāo)系的過程。通過數(shù)學(xué)計算將機器坐標(biāo)系和零件坐標(biāo)系聯(lián)系起來。,建立零件坐標(biāo)系時需要做三件事：找正(用任何元素的方向矢量）。找正元素控制了工作平面的方向。旋轉(zhuǎn)坐標(biāo)軸(用所測量元素的方向矢量).旋轉(zhuǎn)元素需垂直于已找正的元素。這控制著軸線相對于工作平面的旋轉(zhuǎn)定位。原點(任意測量元素或?qū)⑵湓O(shè)為零點的定義了X、Y、Z值的元素)。,61,機器坐標(biāo)軸方向。,所需的零件坐標(biāo)系,零件找正,X,Z,Y,找正元素=平面旋轉(zhuǎn)軸線=直線原點元素=圓,62,零件找正,步驟1:找正Z軸并將Z的原點平移到此平面上。,步驟2:將X軸旋轉(zhuǎn)到平行于線的方向。,步驟3:將X、Y的原點平移到圓上。,Z,X,Y,X,Z,Y,63,建立零件坐標(biāo)系,64,建立零件坐標(biāo)系,測量3點確立一個平面。,測量2點確定一條直線。,在側(cè)平面測量一點。,65,從工具欄選擇“工具”菜單。,然后選擇零件找正。,建立零件坐標(biāo)系,66,從特征元素清單中選擇,Plane1Line1Point1,建立零件坐標(biāo)系,67,單擊“找正”按鈕,建立零件坐標(biāo)系,PcDmis將找正PLN1。將坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)到平行于直線LNE1的方向。將X原點設(shè)置到PNT1。將Y設(shè)置到LN1。將Z設(shè)置到PLN1,選擇要找正的坐標(biāo)軸,選擇要旋轉(zhuǎn)的軸,選擇元素建立原點.,68,（3）測量基本元素PC-DMIS的幾個概念標(biāo)稱值是指實際工件的理論值，測定值是指工件的實際測量值；正、負(fù)公差是指根據(jù)具體的要求而設(shè)定的公差范圍偏差是指測定值與標(biāo)稱值的差值；超差是指偏差與公差的差值。,69,矢量：當(dāng)長度為“1”的空間矢量投影到空間坐標(biāo)系的三個坐標(biāo)軸上時，相對應(yīng)有三個投影矢量。這三個投影矢量的數(shù)值與對應(yīng)軸分別為i，j，k。,70,矢量,特征元素的方向和測頭的逼近方向體現(xiàn)了測量點的方向矢量。矢量可以被看做一個單位長的直線，并指向矢量方向。,相對于三個軸的方向矢量。I方向在X軸，J方向在Y軸，K方向在Z軸。,71,與X+夾角為90度，余弦值為0。與Y+夾角假設(shè)90度為。余弦值為0。與Z+夾角為0度。余弦值為+1。所以矢量為I=0,J=0,K=1或0,0,1,72,什么是矢量方向:,矢量,(+I),Z,(+K),X,Y,(+J),I=0.707J=0.707K=045度方向矢量,73,矢量重要性,矢量定義一個特征的方向例如我們有一個圓柱在零件上，矢量方向就能告訴我們這個圓柱是在零件上方還是在零件下方。,74,利用矢量方向進行測頭補償當(dāng)測量一點后，在DCC模式下，機器沿著與被測點矢量方向相反的方向進行觸測，測頭補償也是沿著同樣的方向。如果觸測方向不正確，這將引起一個“余弦誤差”。,75,（3）測量基本元素PCDMIS對于特征元素的測量有兩種模式：手動模式、DCC模式（自動模式）手動模式測量：點、直線、平面、圓、圓柱、圓錐、球自動模式測量：、沒有CAD模型a、沒有圖紙（沒有理論值）時使用自動特征。b、有圖紙時使用自動特征。B、有CAD模型,76,手動特征測量,測量點測量線測量圓測量平面測量圓柱測量圓錐測量球測量圓槽和方槽,77,手動特征測量工具欄,在需要測量的地方接觸,按中鍵采點，按右鍵完成測量,78,79,自動測量特征,自動特征工具欄自動特征工具欄中的矢量點,80,自動測量圓,81,樣例點：樣例點即是在采圓之前先采點確定了該圓的投影平面。,82,自動測量圓柱,83,自動圓槽與方槽,84,85,基本幾何元素,元素:POINT最小點數(shù):1位置:XYZ位置矢量:無形狀誤差：無2維/3維:3維,實例,Y,5,5,5,Z,X,輸出X=5Y=5Z=5,86,元素:直線最小點數(shù):2位置:重心矢量:第一點到最后一點。形狀誤差:直線度2維/3維:2維/3維,實例,輸出X=2.5I=-1Y=0J=0Z=5K=0,Y,5,5,5,Z,X,1,2,基本幾何元素,87,基本幾何元素,元素:圓最小點數(shù):3位置:中心矢量*:相應(yīng)的截平面矢量形狀誤差:圓度2維/3維:2維,實例,輸出X=2Y=2Z=0I=0J=0K=1D=4R=2,Y,5,5,5,Z,X,*圓的矢量只是為了測量。不單獨描述元素的幾何特征。,88,基本幾何元素,元素:平面最小點數(shù):3位置:重心矢量:垂直于平面形狀誤差:平面度2維/3維:3維,實例,輸出X=1.67I=0.707Y=2.50J=0.000Z=3.33K=0.707,Y,5,5,5,Z,X,89,基本幾何元素,元素:圓柱最小點數(shù):5位置:重心矢量:從起始層指向終止層or高度指向深度形狀誤差:圓柱度2維/3維：3維,實例,輸出:X=2.0I=0D=4Y=2.0J=0R=2Z=2.5K=1,Y,5,5,5,Z,X,90,基本幾何元素,元素:圓錐最小點數(shù):6位置:頂點矢量:從小端指向大端形狀誤差:錐度2維/3維：3維,實例,5,5,X=2.0I=0A=43degY=2.0J=0Z=5.0K=1,Y,5,Z,X,91,基本幾何元素,元素：球最小點數(shù):4位置:中心矢量*:如右圖向上形狀誤差:球度2維/3維:3維,實例,5,X=2.5I=0D=5.0Y=2.5J=0R=2.5Z=2.5K=1,Y,5,5,Z,X,*球的矢量只是為了測量。并不描述元素的幾何特征。,92,（4）構(gòu)造特征構(gòu)造點：相交、原點、垂射、投影、套用、中點、隅角點、刺穿、偏置構(gòu)造圓：擬合、相交、兩條直線的公切圓、三條直線的公切圓構(gòu)造直線：最佳擬合、最佳擬和重新補償、套用、相交、中分、平行、垂直、投影、翻轉(zhuǎn)、掃描段、偏置構(gòu)造平面：坐標(biāo)軸、中分面、垂直、平行、高點、偏置；,93,元素構(gòu)造點,94,構(gòu)造點特征,95,元素構(gòu)造,點:原點,X,Z,Y,在當(dāng)前坐標(biāo)系的原點構(gòu)造一個點。坐標(biāo)值為0，0，0。,96,基本幾何元素,點:產(chǎn)生,在所選元素的中心產(chǎn)生一個點。它的坐標(biāo)與所選的元素相等（X、Y、Z）。,輸入:圓1,圓1,97,基本幾何元素,點:拐角點,這個點是三個平面的交點。,輸入:平面1平面2平面3,平面1,平面2,平面3,98,基本幾何元素,點:刺穿,通過第一元素刺穿第二元素創(chuàng)立一個點。元素的選擇順序非常重要。,輸入:圓柱1平面1,平面1,圓柱1,99,基本幾何元素,點:偏置,從選擇元素設(shè)置指定的偏置值創(chuàng)建一個點。,輸入:點1X偏置=0Y偏置=4Z偏置=1,100,基本幾何元素,點:相交,在兩個元素相交處產(chǎn)生一個交點。,輸入:線1線2,線1,線2,101,基本幾何元素,點:垂落,將第一點的重心投影到第二個元素上（直線、圓錐、圓柱或槽）,輸入:圓1線1,線1,圓,102,基本幾何元素,點:中分,產(chǎn)生兩個所選元素的中分點。,輸入:圓1圓2,圓1,圓2,103,基本幾何元素,點:投影,輸入:點1平面1,將一個元素投影所選平面上。,點1,平面1,104,元素構(gòu)造圓,105,構(gòu)造圓特征,106,基本幾何元素,圓:最佳擬和,輸入:圓1圓2圓3圓4,通過所選的幾個元素通過最佳擬和產(chǎn)生一個圓。,圓1,圓4,圓3,圓2,107,基本幾何元素,圓:圓錐,輸入:圓錐1直徑=50.8,在一個圓錐指定的直徑位置產(chǎn)生一個圓。,101.6,圓錐1,50.8,圓,108,基本幾何元素,圓:相交,輸入:圓錐1平面1,一個平面和一個圓錐、圓柱或球相交產(chǎn)生一個圓。,圓錐1,平面1,109,元素構(gòu)造直線,110,111,基本幾何元素,直線:坐標(biāo)軸,X,Z,Y,沿著當(dāng)前坐標(biāo)系的一個坐標(biāo)軸建立一條軸線，它垂直于當(dāng)前工作平面。,當(dāng)前工作平面=Z+,Z+平面,112,基本幾何元素,直線:最佳擬和,通過所選元素建立一條最佳擬和直線。,輸入:圓1圓2,圓2,圓1,113,基本幾何元素,直線:相交,輸入:平面1平面2,兩個平面相交產(chǎn)生一條交線。,平面2,平面1,114,基本幾何元素,直線:垂直,通過第二元素做第一元素的垂直直線。,輸入:線1圓1,線1,圓1,115,基本幾何元素,直線:平行,通過第二元素做第一元素的平行線。,輸入:線1圓1,線1,圓1,116,基本幾何元素,直線:反向,輸入:線1,將一條直線的方向進行反向產(chǎn)生一條直線。,線1,117,基本幾何元素,直線:偏置,通過第一元素從第二元素偏置一個指定值產(chǎn)生一條直線。,輸入:圓1圓2偏置值=25.4mm,圓2,圓1,118,元素的尺寸及公差位置,119,元素的尺寸及公差,位置,位置公差選項產(chǎn)生所選元素的指定特征的參數(shù)報告。特征參數(shù)具體如下：,120,元素的尺寸及公差,位置,X,Z,Y,CIR1,1,2,3,2,3,1,實例:輸出圓：CIR1,X=2cm,Y=2cm,D=2cm,R=1cm,2,1,0,121,元素的尺寸及公差,位置,X,Z,Y,CONE1,1,2,3,3,1,實例:輸出圓錐：CONE1,A=60,V=0,0,1(I,J,K),2,1,0,2,122,元素的尺寸及公差,位置,X,Y,POINT1,25.4,50.8,76.2,50.8,76.2,實例:輸出點：POINT1,Prad=71.831mm,Pang=45,0,25.4,123,元素的尺寸及公差位置度,124,元素的尺寸及公差,位置度,下面的實例是輸出圓的常規(guī)公差：,50.8.12,25.4.12,25.4.12,0.24,0.24,125,元素的尺寸及公差,位置度,下圖是理論圓中心的示意圖,表示“好”,表示超差,測量圓的中心位置,50.92,25.18,50.68,25.52,126,元素的尺寸及公差,位置度,下圖顯示了為什么兩個點距離相同但不是每個都在公差之內(nèi)。,合格,超差表示,位置度公差帶,位置度產(chǎn)生一個圓形公差帶，它能很好地判斷特征元素的配合關(guān)系。,127,最大實體條件,20+/-0.2,尺寸是公制單位,128,129,最小實體條件,40,30,20+/-0.2,位置度最小實體條件,130,最小實體條件-最小實體條件,20+/-0.2,40,30,A,位置度基準(zhǔn)、被測均采用最小實體條件,131,元素的尺寸公差二維距離,132,元素的尺寸公差,二維距離,二維距離的計算是兩元素相對于當(dāng)前工作平面的距離。典型例子就是點到線、圓到圓、圓到線的距離。,133,元素的尺寸公差,二維距離,當(dāng)計算二維距離時，你可以選擇各個方向的距離。例如：你可以通過CIR1和CIR2產(chǎn)生以下幾種方向的距離。,X,134,元素的尺寸公差,兩維距離,X,Y,有效選項:,中心到中心元素到元素元素到X軸元素到Y(jié)軸元素到Z軸,平行于指定軸垂直于指定軸,計算距離1可以：平行于X軸垂直于Y軸,距離2的計算可以是：平行于Y軸垂直于X軸,計算距離3是用中心到中心，不需要選擇坐標(biāo)軸。,而且,135,元素的尺寸公差,二維距離,元素到元素的距離在計算時，此距離既不平行于當(dāng)前坐標(biāo)系的任何坐標(biāo)軸，也不垂直于坐標(biāo)軸。元素的選擇順序非常重要。計算的距離要么垂直要么平行于你選擇的第二元素。,136,元素的尺寸公差,二維距離,如何計算全長上的距離？在一邊測量一條直線，在另一邊測量一個點。,計算點到直線1的二維距離，需用“到元素”選項,并垂直于直線1.,137,元素的尺寸公差,二維距離,如果你選擇點1和直線1,而且選擇了“不要任何選項,那末這一距離為點到直線的重心的距離.這并不是你所需要的.,告誡,138,元素的尺寸公差,二維持距離,當(dāng)計算二維距離時,選擇正當(dāng)?shù)墓ぷ髌矫媸欠浅Ｖ匾?現(xiàn)在的實例就是在Z+工作平面下計算的.,X,Y,Z+工作平面,139,元素的尺寸公差,二維距離,“加半徑”和“減半徑”的選項可以控制計算距離時是否需要加或減去圓的半徑.,Y,X,常規(guī)距離,140,元素尺寸公差測量三維距離,141,元素的尺寸公差,三維距離,三維距離計算的是兩個元素之間的最小距離,與工作平面無關(guān).典型用途:點到平面的距離,142,元素的尺寸公差,三維距離,點到平面的三維距離,PLN1,PNT1,實例:,143,元素的尺寸公差,角度,在兩條直線相交處產(chǎn)生一個夾角。,144,垂直度,0.15,A,A,0.15MM寬的公差帶,實際表面的可能方位。,A,145,平行度,0.15MM寬的公差帶,實際表面的可能方位。,A,0.15,A,A,146,傾斜度,147,148,四、典型零件的測量方法,149,三坐標(biāo)測量機的發(fā)展趨勢,1.高精度化2.自動化(計算機數(shù)控化)3.非接觸測量4.采用新材料，運用新技術(shù)5.測量機軟件6.使用現(xiàn)場化7.成為制造系統(tǒng)的組成部分,150,1.高精度化,三坐標(biāo)測量機自開發(fā)以來，一直要求具有高精度，當(dāng)前隨著加工精度的顯著提高，這種要求更趨強烈。要提高精度有許多問題需要解決，其中最重要的是機械主體的基本結(jié)構(gòu)問題。當(dāng)前三坐標(biāo)測量機仍是由三相正交的三軸組成笛卡兒坐標(biāo)系的模式。與多軸自動化機床相似，正確地選擇測量機工體的形式(立式或臥式)是十分重要的。一般來說，在測量小型工件時，采用高柔性臥式主軸最為有利。為實現(xiàn)更高精度的測量精度，在中等規(guī)格尺寸測量機領(lǐng)域中，國外最新的三坐標(biāo)測量機均采用了單一的橋式構(gòu)造。但橋式構(gòu)造的競爭焦點在橋固定式和橋移動式之間。,151,2.自動化(計算機數(shù)控化),從最近國外推出的產(chǎn)品來看，測量機數(shù)控系統(tǒng)有明顯的兩極發(fā)展趨勢：高檔型和廉價型。高檔型測量機數(shù)控系統(tǒng)是傳統(tǒng)知名的測量機廠商的產(chǎn)品，他們以價格較高的機型供給大型企業(yè)，這些企業(yè)具有較高的計算機應(yīng)用水平，廉價型系統(tǒng)是日本和英國某些公司的產(chǎn)品，大都采用DCC(DirectlyComputerControl)技術(shù)，以求降低成本，同時滿足使用要求。另外，計算機數(shù)控化的目的并不單純是為了利用外圍設(shè)備和軟件來節(jié)約人力，而是要通過使用仿形測頭的連續(xù)仿形測量，應(yīng)用于評定曲面形狀、排除人員誤差的高精度測量。,152,3.非接觸測量,探測技術(shù)在三坐標(biāo)測量機中占有重要位置。從原理上說只要測頭能探及，三坐標(biāo)測量機就能測量。三坐標(biāo)測量機的測量效率也首先取決于探測速度。為了完善測量機功能，還必須發(fā)展各種附件。三坐標(biāo)測量機除了機械本體外，測頭是測量機達到高精度的關(guān)鍵，也是三坐標(biāo)測量機的核心，與其他各項技術(shù)指標(biāo)相比，提高測頭的性能指標(biāo)難度最大。如由OPTON和LETTZ公司開發(fā)的實用高精度測頭三維電感測頭取得專利已有近20年歷史，但至今改進不大。由于非接觸測頭具有許多優(yōu)點，探測技術(shù)發(fā)展的第一個重要趨勢是，非接觸測頭將得到廣泛的應(yīng)用。十分重要的是，在微電子工業(yè)中有許多二維圖案，如大規(guī)模集成電路掩模，它們是用接觸測頭無法測量的。近年來國外光學(xué)三坐標(biāo)測量機發(fā)展十分迅速，光學(xué)三坐標(biāo)測量機的核心就是非接觸測量。,153,4.采用新材料，運用新技術(shù)