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1、汽车/摩托车零部件三维检测机械工程实验教学中心三坐标测量实验一、实验目的 二、实验原理 三、实验内容 四、实验过程机械工程实验教学中心实验目的了解三坐标测量机测量原理及计算机采集测量数 据和处理测量数据的过程 加深对各种形位误差定义的理解 掌握先进测量工具和方法,提高综合实验能力机械工程实验教学中心实验原理测量工件上一圆柱孔的直径，可以在垂直于孔轴线的截面I 内，触测孔壁上的三个点（点1、2、3），根据这三点的坐标值 即可计算出孔的直径及圆心OI坐标。 21ZYX3OIAOI基于坐标测量原理机械工程实验教学中心基本模型XD MD： 测量点的数据X： 运算M ：工件几何参数 基本模型 测头 三维
2、坐标 三个坐标系基本模型三坐标测量机原理机械工程实验教学中心 基本模型三坐标测量机原理 测头 三维坐标 三个坐标系测 头机械工程实验教学中心 基本模型三坐标测量机原理 测头 三维坐标 三个坐标系YXZo先确定Z轴方向再依次定义另两个轴三维坐标机械工程实验教学中心 基本模型三坐标测量机原理 测头 三维坐标 三个坐标系机器坐标系（x,y,z） 基准坐标系（x0,y0,z0） 工件坐标系（x,y,z）机械工程实验教学中心三坐标测量机的组成43615X2Y机械系统 电子系统 1工作台 2移动桥架 3中央滑架 4Z轴 5测头 6电子系统测头机械工程实验教学中心实验内容被测零件图机械工程实验教学中心综合分
3、析图纸应用SWIFT夹具 进行工装夹效正 测头建立零件坐标系插入 硬件定义测头手动方式测量建坐标系所需的元素。（插入 特征） 应用3 2 1法或叠代法建立坐标系（插入坐标系）进行检测项 目元 素的测量进行形状位置公差 评价检测报 告1、自动测 量：圆、圆柱、矢量 点（插入自动特征） 2、程序方式测量：线、平面 3、（插入构造）形状：平面度、直线度、圆度、轮廓度 位置：平行度、垂直度、同心度、同轴度、跳 动、倾斜度、对称度 其他：位置、距离、夹角（插入尺寸公差）打印检测报 告：（文件打印 编辑 窗口打印） 打印图形报告：（文件打印 图形窗口打印）D D C 程 序设计基准：用于建坐标系的元素 坐
4、标原点：一般通过构造得到 检测内容：需要测量哪些元素，以及用这些元素进行形状位置公差的评价。其他：工件的摆放方位 需要的测头角度、 测针大小、 长短.机械工程实验教学中心n n确定测量方案确定测量方案 根据工件图纸的设计基准确定测量基准 确定检测几何尺寸的项目和方式 直接检测尺寸 通过间接测量构造尺寸 通过几何元素之间的关系计算获得尺寸 确定各几何元素所需要输出的参数项目。实验步骤机械工程实验教学中心n测量过程 开启气源依次开启空压机、冷干检查气压是否在0.40.5Mpa范围之内。如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。 开启计算机电源 启动测量程序：双击屏幕图标出现PC-DIMS页面。 机器
5、初始化：机器完成通讯和坐标初始化。机械工程实验教学中心 进行测头管理： 测头定义 测头校验 数据储存 建立零件坐标系： 定义三个相互垂直的坐标轴 定义工件坐标系原点相对于机器坐标系原点的位置 测量各元素 计算并评价 确定打印机及文件输出格式机械工程实验教学中心附：测量软件界面学习（基础部分）1、建立测量文件：在测头校正开始，所有测量都要在软件中 建立一个测量程序来实现，因此按下列步骤实 现测量： 启动PC-DIMS软件 在主菜单中选择新建文件 在右图所示的菜单中输入如：文件名：模板001接口：CMM1 选择测量单位：毫米 机械工程实验教学中心2、硬件定义-测头校验 测头校正是三坐标测量机进行测
6、量时不可缺少的一个重 要步骤，目的是要正确得到被测零件的测量参数。因此检测 零件时首先要校正所使用的测头系统。 检验测头的目的：计算出测杆上的球心与CMM零点的关系。求出红宝石球的有效直径。 机械工程实验教学中心测头的余弦误差机械工程实验教学中心3、定义测头系统参数从“插入”下拉菜单 中选“硬件定义”， 进入“测头”选项。 在加亮当前的“测 头文件”方框中， 键入新的文件名。机械工程实验教学中心在“测头说明”窗口加亮“没有测头定义”选项 ，然后点击下拉菜单的箭头。 自上而下顺序选择相应的测座、测头、测 杆和转接器（指测座和传感器）。机械工程实验教学中心定义测头角度A角（绕X轴转动的角度，顺时针
7、为负，逆 时针为正。） B角（绕Z转动的角度）B2211A(b)(a) 机械工程实验教学中心添加测头角度 点击上图中的“添加角度”，在相应栏框内输 入所需测头角度或在图表中选择所需测头 角度，然后点击确定。 机械工程实验教学中心4、建立坐标系 在精确的测量工作 中，正确地建立坐标 系与具有精确的测量 机、校验好的测头一 样重要。 建坐标系三步曲：建坐标系有三步 ，而且很重要的是不 要搞乱它的顺序。机械工程实验教学中心（1）零件的找正所有建立坐标系的第一步是在零件上 测量一个平面来把零件找正。其目的是保 证测量时总是垂直零件表面而不是垂直于 机器坐标轴。蓝图告诉你哪一个是基准平面，不然 可以选一
8、个精加工的表面，而且把测量点 尽量分开。机械工程实验教学中心测一个平面最少点数是3点机械工程实验教学中心（2）旋转到轴线有了一个参考平面 ，以进入第二步即旋 转到轴线。目的是锁 定零件的旋转自由度 。 机械工程实验教学中心（3）设置原点确定第三个基准位 置，此基准把所有的 建坐标元素集合在一 起。 机械工程实验教学中心右手定则为了帮助我们记住轴 的名称及方向，采用所谓 右手定则。机械工程实验教学中心5、测量各参数尺寸（1）手动测量点将测头接近欲测点附近，使测头与表面接触 ，应确认采点方向基本与工件表面垂直。机械工程实验教学中心在右下角的状态栏中有计数器显示为1 ，在键盘上按“END”键，则此采
9、点进入到零 件程序。若你取消此点，然后重新采集，则在键 盘上按“ALT+-”键。 （2）测量平面确定一个平面的最少点数为三点。重 复上述操作，如有坏点，则删去重测。机械工程实验教学中心当采点完成，则在键盘上按“END”键。若PC-DMIS误认平面为圆，那么在构造选 项中选“替代推测”，然后定义为平面。也可用“CTRL+D”删去此元素，重新采点 （3） 测量圆测圆的点最少为3点,尽可能把测量点 分布开来。机械工程实验教学中心（4）测量圆柱圆柱的测量类似圆的测量,不过应该测 两个圆。应注意测完第一个圆后再测第二个圆。测圆柱的最少点数是6点（每个圆3点）。当所有点采集完后，在键盘上按“END” 键。
10、 机械工程实验教学中心（5） 测量圆锥测量圆锥类似测量圆柱，由于各截面 直径 不同PCDMIS会自动进行判断。为计算一个圆锥，PCDMIS要求测量至 少6 点（每个圆3点）， 请注意测同一圆时高度 方向应变化不大。机械工程实验教学中心（6）测量球测量球类似于测量圆，但需在顶部测一点，这样PCDMIS会作球的计算而不是圆的计算。机械工程实验教学中心6、进行公差比对形位公差包括形状公差和位置公差 。形状公差指的是单一实际要素形状所 允许的变动量；位置公差是指关联实际 要素的方向或位置对基准所允许的变动 量。路径：插入尺寸选择你所要得到的 形位公差。机械工程实验教学中心7、打印输出报告 PC-DMIS既可以在编辑窗口也可以在 检测报告中显示检测程序。检测报告包含 所有检测运行的尺寸结果（包括名义尺寸 及公差信息），还包括测头信息及给报告 加的注释。当确认欲打印的报告后，最好进行打印 预览。若需打印则只在工具栏上选择“打印” 按钮。 机械工程实验教学中心
