本科逆向工程ppt电子教案课件测量设备

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1、课程主要内容逆向工程概论坐标测量设备测量数据处理测量数据曲线、曲面造型原理Surfacer软件应用GeomagicStudio软件应用概述坐标测量－零件外形的数据采集通过特定的测量设备和测量方法获取零件表面离散点的几何坐标数据，高效、高精度地实现样件表面的数据采集，是实施逆向工程的第一步。目前实物坐标测量的范围和手段以惊人的速度发展，基于光学、声学、磁学、卫星遥感、三维微观摄像等的测量设备，能够获得大如星球、天体，小如细胞分子结构的各种三维数据。影响数据采集质量的因素测量方法本身的精度仪器的校准测量范围的限制夹具阻挡、样件自身结构阻

2、挡采集数据的局部缺少被测物体表面的光洁度零件数据的统计性分布测量设备的分类实物测量接触式非接触式破坏式机械手CMM自动断层扫描光学声学声波定位仪MRI磁共振激光测距法激光三角形电磁学结构光图像分析法干涉测量法接触式坐标测量机接触式测头种类及其工作原理(a)硬式测头(b)触发式测头(c)模拟式测头接触式测头工作原理图硬式测头-1通过手动测头接触工件表面，由人眼及感觉做出判断，再利用脚踏开关触发。记录触发时接触点坐标值。由于接触力的大小和接触点的判断完全依赖于操作者的感觉，极易产生误差，多用于精度要求不太高的小型测量机，成本较低、操作简

3、单。硬式测头-2按形状可分为圆锥测头、圆柱形测头、球形测头、回转半圆和回转四分之一柱面测头、盘形测头、凹圆锥测头、点测头、V形块测头及直角测头等。MicroScribe采用硬式测头的小型测量仪MicroScribe，主要用于实验室教学时对较小实物模型的测量。精度0.3mm左右。触发式测头-1触发式测头利用电子开关机构，当测头碰到样件表面，由接触力控制电子机构的开关，由电信号的通断控制坐标值的读取。触发式测头的触发信号由电子开关控制，故其重复性、准确性较高，测量精度可达1μm甚至更高，是现代三坐标测量机最常用的测头。触发式测头-2按照

4、测头电子开关机构所用的传感器可以将触发式测头分为电触式测头、压电式开关测头、应变片式测头。RenishawTP20触发式测头实例哈尔滨先锋机电TP6CRenishawTP6模拟式测头模拟式（扫描式）测头在接触被测工件后，连续测得接触位移，测头的转换装置输出与测杆的微小偏移成正比的信号，该信号和精密量仪的相应坐标值叠加便可得到被测工件上点的精确坐标。若不考虑测杆的变形，扫描式测头是各向同性的，故其精度远远高于触发式测头。该类测头的缺点是结构复杂，制造成本高，目前世界上只有少数公司可以生产。RenishawSP600模拟式测头实例Ren

5、ishawSP600M测量设备的分类实物测量接触式非接触式破坏式机械手CMM自动断层扫描光学声学声波定位仪MRI磁共振电磁学激光测距法激光三角形结构光图像分析法干涉测量法三坐标测量机（CMM）三坐标测量机是典型的接触式测量设备，20世纪60年代发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它广泛地应用于制造、电子、汽车和航空航天等工业部门。起初是作为一种检测仪器，对零件和部件的尺寸、形状及相互位置进行检测。此外，还可以用于划线、定中心孔、光刻集成线路等，由于三坐标测量机具有对连续曲面进行扫描来制备数控加工程序的功能，因此一开始就被选为逆向

6、工程的主要数字化设备并一直使用至今。三坐标测量机（CMM）三坐标测量机基本原理将被测物体置于三坐标机的测量空间，它通过感知测量头与工件表面的接触，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据测点的空间坐标值，经计算可求出被测的几何尺寸、形状和位置。在三坐标测量机上装置分度头、回转台（或数控转台）后，系统具备了极坐标（柱坐标）系测量功能，这种具有X、Y、Z、C四轴的坐标测量机称为四坐标测量机。按照回转轴的数目，也可有五坐标或六坐标测量机。三坐标测量机（CMM）三坐标测量机需要三个方向的标准器(标尺)，利用三个相互垂直的导轨实现沿相应方向的运

7、动，还需要三维测头对被测物进行探测和瞄准。此外，测量机还具有数据自动处理和自动检测等功能，需要由相应的电气控制系统与计算机软硬件实现。三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分。三坐标测量机的组成三坐标测量机的组成主机框架结构标尺系统导轨驱动装置平衡部件转台与附件三坐标测量机的组成三维测头三维测头可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准和测微两项功能。主要有硬测头、电气测头、光学测头等。三坐标测量机的组成电气系统电气控制系统计算机硬件部分测量机软件打印与绘图装置将三坐标测量机应用在逆向工程中，测量可通过人工操作逐点测量，

8、也可通过编制测量程序进行测量规划实现连续或间断式数据测量，采集曲面的外形数据。在逐点式扫描测量时，通常是将测头在横向以等速或等间距逐点移动，再以等时间或等间距位置量取样件在Z轴的坐标。但当工件轮廓有明显起伏变化时，需要增加测量点来提高