三坐标测量机教学课件(先进制造技术).ppt

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1、逆向工程技术杨雪荣内容三坐标测量机的发展历程三坐标测量机的类型和组成测量方法分析三坐标测量机应用三坐标测量机的发展趋势一、三坐标测量机的发展历程前言三坐标测量机（CMM）是20世纪60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。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、电子、汽车和航

2、空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，有“测量中心”之称。优点：①通用性强②测量精度可靠③可方便地进行数据处理和程序控制。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等大规模生产的需要，在加工设备提高功效、自动化更强的基础上，要求计量检测手段应当高速、柔性化、通用化，而固定的、专用的或手动的工量具大大限制了大批量制造和复杂零件加工业的发展。三维测量是基于以下的客观要求而

3、发展起来的。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；实现反向工程的需要。二、三坐标测量机的类型和组成1、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测量机的测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经过数学运算，求出被测的几何尺寸、形状和位置。2、三坐标测量机的类型1）按自动化程度分类(1)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。(2

4、)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。(3)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，按照编制好的程序自动测量。2）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、水平臂式、坐标镗式、卧镗式和仪器台式等。桥框式三坐标测量机移动桥式主要特点是结构简单、紧凑、刚度好，具有较开阔的空间。工作台固定，承载能力强，工件质量对测量机的的动态性能没有影响。固定桥式结构刚度很好，容易保证较高的精度。龙门式三坐标测量机龙门式三坐标测量机的移动部分只是横梁在移动。Z向

5、尺寸很大，有利于减小活动部分的质量。适用于大型三坐标测量机，结构远比移动桥式复杂。水平臂式三坐标测量机水平臂式三坐标测量机，又称地轨式三坐标测量机，在汽车工业中有广泛应用。这种测量机结构简单、空间开阔，但水平臂变形大。常用于画线，也称三坐标划线机。立柱式三坐标测量机立柱式三坐标测量机是在坐标镗基础上发展起来的。结构牢靠、精度高，可将加工与检测合为一体。关节臂式三坐标测量机3）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：低精度分别约为1x10-4L和（2—3）x10-4L，其中L为最大量程；中等

6、精度分别约为1x10-5L和（2—3）x10-5L；精密型的则分别小于1x10-6L和（2—3）x10-6L。一般放在具有恒温条件的计量室内，用于精密测量。3、三坐标测量机的组成坐标测量机可分为主机、测头系统、控制系统和测量软件四大部分。（1）主机框架结构标尺系统导轨驱动装置平衡部件（2）测头系统测头是坐标测量机触测被测零件的发讯开关,是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。测头的分类按结构原理，测头可

7、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触式。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、加长杆和探针。（3）控制系统功能：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何误差与温度误差补偿以提高测量机的测量精度。随着计算机技术及数控技术的发展，CNC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趋势。控制系统主要包括：-空间坐标测量控制

8、；-测头系统及其控制；-测量进给控制；-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。（4）测量软件测量机本体只是提取零件表面空间坐标点的工具。测量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机性能的主要因素。测量软件从功能上可以分成以下几类：①通用测量软件②专用测量评价软件③附加功能软件测量软