三坐标测量机基础知识培训.docx

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1、测量机基础知识培训一、测量机的组成D测最机主机这是测u1.机的般本硬件，有多种结构形式： 活动桥式；活动桥式测量机是使用最为广泛的一种机构形式。特点是开侬性比较好.视野开阖,上下零件方便.运动速度快精度比校高。有小型、中型、大型几种形式。固定桥式；固定桥式测t机由于桥架冏定,刚性好.动台中心驱动、中心光梯阿贝误差小，以上特点使这种结构的测情机精度非常是而精度和超高精度的测收机的首选结构. 高架桥式：高架桥式测收机适合于大型和超大型测量机，适合于航空、旗无、造船行业的大型零件或大型模具的测I匕一般都采用双光Hh双驱动等技术，提裔精度。 水平啰式：水平坏式测玳机开敞性好，测M能图大，可以由两台机器

2、共同组成双皆测量机.尤其适合汽车工业版金件的测fit 关节低式.关节发式测量机具有非第好的灵活性，适合携带到现场进行测V:.对环境条件要求比较低.活动桥式测ht机为例.主要组成及功能： 工作台（-股采用花齿石）,用于摆放事件支掠桥架：工作台放汽零件时，板要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支挂，要求零件固定要可靠,不使零件受外力变形或其位置发生变化.大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上冏定后测量. 桥梁，支梯Z滑架，形成互相垂直的三轴：桥架是砧机的重要犯成部分，由主、附腿和横索,油架等组成。桥架的必动部分和光榭将本都在主腿一侧,附SS主要起辅助支撑的作用.由

3、于这个原因,一般桥式测fit机的横粱长度不超过2.5米.超过这个长度就要使用双光栅等措施对附腿滞后的误差进行补偿.或果用其他机构形式. 沿架使横梁与行平衡装置的Z轴连接：滑架连接横梁和Z轴，其上行两轴的全部气浮块和光描的读数头、分气座，气浮块和读数头的调整比较双杂，H接影响测量机精度，不允许调第。 导轨，具有精度要求的运动导向轨道，是基准：导轨是气浮块运动的轨道,是测Ift机的基准之一.压缩空气中的油和水及空气中的灰尘会污染导轨，造成导轨道n线厦误差变大，使测量机的系统误差增大，影响测网精度，要保持导轨道完好，避免对导轨磕碰,定期清洁导轨.光描系统（光楣、读数头、零位片.是基准：光相系统是测I

4、1.t机的测长基准.光极是刻有细密等矩海刻线的金属或跛瑞，读数头使用光学的方法读取这些刻线计算长度.为了便于计尊由于温暧变化造成光柑长度变化带来的误差,采用光横一端固定，另一端放开，使其自由伸缩.另外在光榭尺座预置有温度传感港，便于有温度补偿功能的系统进行自动温度补偿，零位片的作用是使测量机找到机器零点.机器零点是机器坐标系的原点,是测政机误差补偿和测吊机行程终控制的明准，、，驱动系统（伺服电机、传动带）：阴动系统出出流向服电机、减速器、传动带、带轮等现成.，曲动系统的状态会影响控制系统的参数.不能随便调整.A空气轴承气路系统（过泄器、开关、传感器、气浮块、气管）：空气轴承（又称气浮块）是测战

5、机的曳要部件,主要功能是保持测麻机的各运动轴相互无摩擦,由于气浮块的浮起高度为限而且气孔很小，要求压缩空气压力稳定且其中不能含有杂质、油，也不能有水.过逑器系统是气路中的最后一道关卡.南干其过涉精度病,非常容易被乐缩空气中的油污染,所以一定要行前置过湖奘况和管道进行前置过滤处理.气路中连接的空气开关和空气传感器都具有保护功能，不能随便调整.支承（架、随动带.小型测收机采用支架支探测城机工作台，中、大型测收机一般采用斤顶支撑工作台。都采用三点支撵，在一个支撵的一侧.有两个附助支撑,只起保险作用.每个支掠都有一个海绵垫，能够吸收振幅较小的震动,如果安装测愤机的附近有幅度较大的震动源，要另外采取减震

6、措施。2）控制系统这是测玳机的控制中枢，主要功能：控制、驱动测法机的运动，三轴同步、速度、加速度控制：操纵盒或计算机指令通过系统控制的元，按照设置好的速度、加速度，明动二轴FT流向服电机转动，井通过光柢和电机的反馈电路对运行速度和电机的轴速进行控制，使三轴同步平稳的按指定轨迹运动。运动轨迹有E行测造、点定位两种方式，E行方式测城效率裔，运动时停顿少。点定位方式适合指定裁面或指定位置的祝辅h可以通过语句进行设置,在进入计算机指令指定的班测的探测距离时，控制单元会控制测地机由位置运动速度转换到探测速收,使渊头慢速接近被溺零件.在有触发信号时采集数据.对光榭读数进行处理：当通过操纵盒域计算机指令控制

7、运动的冽尿机测头传感涔与被测零件接触时，测头传蛾器（简称“测头”就会发出被触发的信号.信号传送到控制单元后,立即令测量机停止运动（测头保护功能,同时钺存此刻的三轴光桥读数，这就是测价机测量的一个点的眼标.根据补偿文件，对测量机进行21项误差补借：测豉机在制造组装完成后,都要使用港光干涉仪和其它检测工具对21项系统误差（各轴的两个出线度两个角疾误差、自转误差、位置傻误差,三轴之间的两个垂出度误差,共21项）进行检测，生成误差补偿文件，将这些误差用软件进行补偿,以保证测砧机精度符合合同的要求.测头触发后锁存的SJ一个点坐标都要经过误差计算、补偿后再传送给计豫机软件,采集温度数据,进行温度补供；有温

8、度补偿功能的测H机，可以根据设定的方式自动采取各轴光树和被测零件的谓度,对于测JA机和零件温度由于偏肉20C带来的长度误差进行补偿，以保持高制度。 对测靛机工作状态进行赛测（行程控制、气压、速度、读数、测头等），采取保妒措脩：控制系统内部设有故障诊断功能，对测量机正常工作及安全有影响的部位进行检测，当发现这些有异常现象时.系统就会采取保护措施俗机.阍驱动电源）.同时发出信息遹知操作人员。 （对扫描测头的数据进行处理.并捽制扫描）：配备有扫描功能的测量机，由于扫描测头采集的数据限非常大，必须有专用的扫描数据处理单元进行处理，井控制测联机按照零件表面形状，保持扫描接触的方式运动。与计算机诳行各种信

9、息交流。虽然控制系统本身就是一代计算机.但是没有与外界交互动介面,其内部的数据都要通过马上位计算机的通讯进行输入和设附.控制信息和测点的数据都通过信息传输、交流,交流方式主要是RS232接口或网卡.3）计算机（测此软件）计蚱机（又称上位机是数据处理中心，主要功能：A时控制系统进行参数设置：上位计算机通过“超破终米”方式，与控制系统进行通讯JF实现参数设置等操作,可以使用专用软件对系统iS行调试和检测， iS行测头定义和测头校正，及测针半径补偿：不同的测头配置和不同的测头角度，测吊:的坐标数值是不一样的，为使不同配.置物不同测头位也测埴的结果都能终统一进行计W，测量软件要求进行测琏前必须进行测头

10、校正，以获得测头配附和测头角度的相关信息。以便在测中时对每个测点进行测针半径补偿，井把不同测头角度测点的坐标都转换到“册准”测头位巴上.建立坐标系（零件找正）为测Ift的需要测Ift软件以零件的基准建立坐标系统,称零件坐标系.零件坐标系可以根据需要，进行平移和旋转。为方便测破，可以建立多个零件坐标系， 时测1数据进行计算和统计、处理：溯量软件可以根据需要进行各种投影、构造、拟和计笄，也可以对零件图纸要求的各项形位公差进行计售、评价，对各测次结果使用统计软件进行统计。借助各种专用测瞅软件可以进行齿轮曲线、曲面和红杂零件的扫描等测S1. 编程并将运动位置和触冽控制通知控制系统：测演软件可以根据用户

11、需要，采用记录测中过程和脱机编程等方法编程，可以对批城零件进行自动和高精度的测量或扫描，输出测量报告：在涎量软件中，操作员可以按照自己福要的格式设置模板，并生成检测报告输出* 传输冽成数据到指定网路或计算机.通过网络连接，计能机可以进行数据、程序的输入和输出，4）测座、测头系统测座、测头系统是数据采集的传感器系统主要功能：测头传尊器在探针接触被测点时发出触发信号：测头部分是测盘机的曳要部件，测头根据其功能彳r：触发式、扫描式、非接触式（激光、光学）等.触发式测头是使用最多的一种测头，其工作原理是一个开关式传感器.当冽针与零件产生接触而产生角度变化时,发出一个开关信号.这个信号传送到控制系统后,

12、控制系统而此刻的光樵计数器中的数据然存.经处理后传送给冽量软件,表示测制/一个点.日描式测头有两种工作模式：一种是触发式模式一种是扫描式帙式.扫描测头本身具有三个相互垂直的用禹传感器.可以感觉到与零件接触的程度和矢量方向.这些数据作为测盘机的控制分量，控制测愤机的运动轨迹。扫描测头在与零件表面接触、运动过程中定时发出信号，聚集光榭数据，并可以根据设置的原期过滤粗大误差，称为“扫描”。扫描测头也可以触发方式工作，这种方式是高精度的方式与触发式测头的工作原理不同的是它采用回退触发方式.测头控制器（PI200,PI7）控制测头工作方式短挽（TP2,TP7）：TP200、TP7测头是高精改测头.它们的

13、特点是灵敏度高,可以按比较长的测针.但是灵敏度高会造成测IA机高速运动时出现误触发.测头控制器控制测头在测Ift机高速运动时处于高阻（不灵敬）状态,触发时进入灵眼状态度转换。在手动方式时一般都是以操纵盒的“速度控制键进行控制状态转换,即低速运动时是测头的灵侬状态.测座控制器根据命令控制测座旋轴到指定角度。测座控制器可以用命令或程序控制并驶动自动刈座的旅转到指定位置.手动的测座只能由人工手动方式板转测座.测头（三）更换架可以在程序运行中，自动更换测头（针，避免程序中的人工干预，提高测挝效率.二、测Ift原理测量点的过程1、在坐标空间中,可以用坐标来描述每一个点的位置2、多个点可以用数学的方法拟合

14、成几何元素.如：Sk规、EH、圆柱、阳椎等.3、利用几何元素的特征,如：E目的耳径、圆心点、面的法矢、圆柱的轴线、酸推顶点等可以计算这些几何元素之间的距离和位置关系、进行形位公差的评价.4,将史朵的数学公式编写成程序软件，利用软件可以进行特殊辱件的检测。齿轮、叶片、曲线曲面、数匏蜕计等.5、主要。法是以小二乘法.三、坐标系的概念1、制定了正向的直线称为轴,加入刻度后称为数轴.可以表示点的ID位置.2、在平面上选定两条互相垂直的数轴，分别指定这两条数轴的正向，把两数轴的交点称为限点，形成一个平面巨丽坐标系（2D）.平面坐标系可分为四个象限.用不同符号组合，可以友示点在各象国的位说。（见下图）平面

15、直角坐标系（2D空间直角坐标系（3D）in(-,-)3、三条互相垂宜的坐额轴和三轴相交的原点，构成三维空间坐标系（3D）.空间的任意点投影到三轴就会有三个相应的数值,有了三釉相应数值，就时应空间点。即把点数字化描述.空间坐标系有8个褂限，用不同正负号组合可以分辨出点的空间所在的出限和位置，有三个工作（投影）平面XY、YZ.XZ可以进行点（元素的投影.坐标系可以根据衡要进行平移、旋转，4,坐标测博机中的坐标系原始坐标系（开机时的坐标系，没有意义）在打开控制系统的瞬间，光极计数单元开始工作，虽然这时刈量机符合坐标系的定义，但由于这时刈尿机系统误差补偿程序没有被激活，所以这个“原始坐标系”对于我们没有意义.机器坐标系（I可机器零位后的坐标系,又称机器坐标系）.测此机开机执行了“回看”过程后，测冰机三轴光栅都从机器零点开始计数，补偿程序被激活.测出机处于正常工作状态,这时测量的点坐标都相对机踹零点称“机零坐标系”.零件坐标系（利用零件的基准建立的坐标系）在测Iit机过程中,我们往往需要利用零件的基准建立坐标系来评价公差、进行辅助测盘、指定零件位置等,这个坐标系称“零件坐标系”.建立零件坐标系要根据签件图纸指定的A、B、C基准的顺序指定第一粕、第二