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1、西北工业大学机电学院第七章数控测量现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室1、检测部门检测部门的要求的要求-复杂零件的复杂零件的检测计量检测计量；2、逆向工程逆向工程的要求的要求-获取获取原始数据。原始数据。 数控测量的实质是数控测量的实质是将模拟量转化为数值量。将模拟量转化为数值量。 一一.数控测量的应用数控测量的应用2现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 三坐标三坐标测量机是集光、机、电、电子计算机以及自测量机是集光、机、电、电子计算机以及自动控制等技术于一体的高技术机电一体化设备动控制等技术于一体的高技术机电一体
2、化设备。 三坐标发展趋势：三坐标发展趋势：u更高的测量精度；更高的测量精度；u更高的测量效率；更高的测量效率；u新材料和新技术不断采用；新材料和新技术不断采用；u软件功能不断完善；软件功能不断完善；u误差补偿技术不断发展；误差补偿技术不断发展；二二.三坐标测量机简介三坐标测量机简介3现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室1、测量机的结构形式测量机的结构形式要求：测量要求：测量空间开阔空间开阔，便于工，便于工 件的安放和操作；在保证正常运动的条件下要有件的安放和操作；在保证正常运动的条件下要有 足够的刚度足够的刚度 ；工作过程本身；工作过程本身尺寸稳定尺寸稳
3、定(床身床身、运运 动部件动部件、测量头测量头)等。等。2、常用的机架结构、常用的机架结构主要有：主要有： 悬臂式和悬臂式和 桥框式桥框式。三三.三坐标测量机的结构形式三坐标测量机的结构形式4现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室三三.三坐标测量机的结构形式三坐标测量机的结构形式5现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室三三.三坐标测量机的结构形式三坐标测量机的结构形式6现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室三三.三坐标测量机的结构形式三坐标测量机的结构形式7现代设计与集成制造技术教
4、育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室三三.三坐标测量机的结构形式三坐标测量机的结构形式8现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室三三.三坐标测量机的结构形式三坐标测量机的结构形式9现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 测量机的最小尺寸分辨率常见的测量机的最小尺寸分辨率常见的 有有1m 2m、10m、50m 几级。其几级。其分辨率愈高，测量精度也愈高分辨率愈高，测量精度也愈高。测量机精度的表示方法测量机精度的表示方法 1. 测量机精度测量机精度四四.测量机的精度测量机的精度10现代设计与集成制造技术教育部
5、重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室四四.测量机的精度测量机的精度测量机精度测量机精度测量机本身的精度，主要为测量机本身的精度，主要为 坐标位置的点位精度。坐标位置的点位精度。 不考虑测量头不考虑测量头、被测工件本身、被测工件本身定位及表面的状况定位及表面的状况及及温度温度对误差的影响，只是测量机本身的精度。对误差的影响，只是测量机本身的精度。1.测量机精度测量机精度11现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 测量机的最小尺寸分辨率常见的测量机的最小尺寸分辨率常见的 有有1m 2m、10m、50m 几级。其几级。其分辨率愈高，测量精度也愈高分辨
6、率愈高，测量精度也愈高。测量机精度的表示方法测量机精度的表示方法 1. 测量机精度测量机精度2. 重复精度重复精度 四四.测量机的精度测量机的精度12现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室四四.测量机的精度测量机的精度2.重复精度重复精度重复精度测量机重复测量某一尺寸时测量结果的变动范围。一般按误差的正态分布带3表示 13现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 测量机的最小尺寸分辨率常见的测量机的最小尺寸分辨率常见的 有有1m 2m、10m、50m 几级。其几级。其分辨率愈高，测量精度也愈高分辨率愈高，测量精度也愈高。
7、测量机精度的表示方法测量机精度的表示方法 1. 测量机精度测量机精度2. 重复精度重复精度 3. 示值精度示值精度四四.测量机的精度测量机的精度14现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室四四.测量机的精度测量机的精度3.示值精度示值精度示值精度示值精度测量机测量任何已知尺寸所得结果的误测量机测量任何已知尺寸所得结果的误差范围。差范围。（1）反映了测量机精度和）反映了测量机精度和重复精度的综合效应。重复精度的综合效应。（2）示值精度的检定是用阶梯块规及杠杆式电感测微）示值精度的检定是用阶梯块规及杠杆式电感测微 仪分别在仪分别在x、y、z轴三个方向进行测量。轴
8、三个方向进行测量。15现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 测量头作为一种测量工具，装于测量机的垂直运动部件中。测量机的效率和精度与测量头密切相关。 在接触式测量中，测头与工件直接接触进行测量。1. 测量头的功能测量头的功能五五.测量头测量头16现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室(1). 硬测头硬测头2. 测量头的主要分类测量头的主要分类1). 接触式测头接触式测头按接触方式划分按接触方式划分:五五.测量头测量头17现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头常用的硬测
9、头有： 球形、锥形、盘形测头、 回转1/4 柱面测头 18现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头用于曲面和斜面的坐标值测量 球形测头球形测头19现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头 盘形测头盘形测头用于测量轴径的高度和槽的深度20现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头 锥形测头锥形测头用于小圆孔的孔中心位置和孔距的测量21现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头 回转回转1/2柱面测头柱面测头可以
10、贴紧端面直接测量两端面的距离或端面的位置22现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头 球形测头测量曲面坐标值示意图123现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头 球形测头测量斜面坐标值示意图224现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头 球形测头测量内圆的半径示意图3 25现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室硬测头硬测头 固定式测头固定式测头26现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重
11、点实验室硬测头硬测头高精度触发式测头高精度触发式测头27现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室(1). 硬测头硬测头(2). 软测头软测头2. 测量头的主要分类测量头的主要分类1). 接触式测头接触式测头按接触方式划分按接触方式划分:五五.测量头测量头28现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室软测头软测头接触式软测头均为电气测头。 电磁感应式电磁感应式 差动变压器式差动变压器式 电触点式电触点式29现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室软测头软测头模拟扫描测头30现代设计与集成制造
12、技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室软测头软测头多线式模拟扫描测头 SP600M31现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室(1). 硬测头硬测头(2). 软测头软测头2). 非接触式测头非接触式测头2. 测量头的主要分类测量头的主要分类1). 接触式测头接触式测头按接触方式划分按接触方式划分:五五.测量头测量头32现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室非接触式测头非接触式测头激光扫描测头33现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室(1). 硬测头硬测头(2).
13、软测头软测头2). 非接触式测头非接触式测头2. 测量头的主要分类测量头的主要分类按结构原理划分按结构原理划分:(1) . 机械式机械式(2) . 电气式电气式(3) . 光学式光学式1). 接触式测头接触式测头按接触方式划分按接触方式划分:五五.测量头测量头34现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室1 . 点位测量法：点位测量法：2 . 通用连续扫描法：通用连续扫描法：3 . 仿型连续扫描法：仿型连续扫描法： 六六.测量方法测量方法35现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室1 . 点位测量法点位测量法n点位测量法：点
14、位测量法： 从从点到点点到点的测量方法，测头从起点趋近的测量方法，测头从起点趋近测量零件上的一点，测完后测头升起，再测量零件上的一点，测完后测头升起，再按规定的步距到零件上的下一点，重复下按规定的步距到零件上的下一点，重复下一点的测量等等。测量机的手动操作一般一点的测量等等。测量机的手动操作一般采用点位测量法。采用点位测量法。 36现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室1 . 点位测量法点位测量法a、点位测量方法图、点位测量方法图37现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室1 . 点位测量法点位测量法b、点位测量法示意图
15、、点位测量法示意图38现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室通用连续扫描法：通用连续扫描法： 程序控制连续扫描法，见下图，采用此法时测头相对于工件外程序控制连续扫描法，见下图，采用此法时测头相对于工件外形轮廓的运动轨迹由存贮在计算机中的程序给定。测头位移（例如形轮廓的运动轨迹由存贮在计算机中的程序给定。测头位移（例如按按x轴向）的运动轨迹称为轴向）的运动轨迹称为“标准轨迹标准轨迹”。 2 . 通用连续扫描法通用连续扫描法39现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室a、通用连续扫描法图、通用连续扫描法图：2 . 通用连续扫描法通用连续扫描法40现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室 b、通用连续扫描示意图、通用连续扫描示意图2 . 通用连续扫描法通用连续扫描法41现代设计与集成制造技术教育部重点实验室现代设计与集成制造技术教育部重点实验室仿型连续扫描法：仿型连续扫描法： 测头连续地在工件表面上移动，而测量点则是按预定测头连续地在工件表面上移动，而测量点则是按预定的间隔进行采样和记录。整个扫描和测量工作都是自动的间隔进行采样和记录。整个扫描和测量工作都是自动完成。完成。3 . 仿仿型型连续扫描法连续扫描法42谢谢！谢谢！43
