《CMM坐标测量》PPT课件.ppt

CMM坐标测量zhiqiang wang 一CMM简介二PTPCCMM简述三测量机对环境有什么要求 使用维护 四坐标测量机的原理五坐标测量机的特点及主要用途 六坐标测量机的主要结构的几种形式七测头系统八测头系统保养九PC DMIS软件十运行PC DMIS软件 十一运用软件进行测量十二几何测量要素十三要素构造十四拓展培训世界上有那些主要的测量机生产厂商 近年测量机市场呈现什么变迁 一坐标测量机器基础知识 1 1CMM英文全称CoordinateMeasurementMachine坐标测量机器 1 2什么是坐标测量机 由三个运动导轨 按笛卡儿坐标系组成的具有测量功能的测量仪器 称为坐标测量机 并且由计算机来分析处理数据 也可由计算机控制 实现全自动测量 是一种复杂程度很高的计量设备 二PTPCCMM简述 2 1我们公司所使用的坐标测量机器是在2006年7月份引进于上海宜昌机电科技有限公司 其生产厂家是美国谢菲尔德 Sheffield 测量公司 谢菲尔德测量公司 Sheffield 属于海克斯康集团 HEXAGON 是世界性的著名品牌 2 2我们现在所使用的Endeavor122010型三坐标测量机是2006年最新科技的结晶 2 3测量范围X1219Xy2032xZ1016mm2 4测量分辨率0 0001mm 0 1um 2 5全机尺寸 w 1923 D 3201 H 3775mm 2 6工作台承重1800KG2 7机器重量5100KG2 8最快移动速度575mm sec 三测量机对环境有什么要求 由于坐标测量机是一种高精度的检测设备 环境条件的好坏 对于测量机的影响致关重要 这其中包括检测工件状态及环境 温度条件 振动 湿度 供电电源 压缩空气等因素 3 1测量前注意什么 3 1 1查看供气系统 最小供气压力 0 523MPa 耗气量 31 5NL min 气压表指针在65 75位置 3 1 2CMM室内的环境要求 工作温度 20 2 工作湿度 30 60 3 1 2 1为什么温度要控制在20 2 湿度要控制在30 60 范围内 因为测量机组装 调试系统都是在这个温度 湿度范围内进行的 3 1 3查看待检测工件的状态及环境3 1 3 1检测工件的物理形态对测量结果有一定的影响 最普遍的是工件表面粗糙度和加工留下的切屑 冷却液和机油对测量误差也有影响 通常 灰尘和脏东西可集中在测球上影响测量机的性能和精度 3 1 4用无尘抹布擦XZ导轨 标准球 每周一次擦Y轴导轨3 1 5以上情况符合要求后方可开动该设备并记录 CMM测试屋环境条件记录 3 2CMM在测量中注意什么 3 2 1选择正确的测头进行测头校验 3 2 2CMM导轨上无其他物件 防止对仪器磕碰 3 2 3测试手柄轻拿轻放 3 3CMM测量结束后注意事项3 3 1将设备操作到归零状态3 4注意无论是在测量前 测量中 测量后 如果发现温度 湿度 压缩空气不符合要求 立即关机停止工作 四坐标测量机的原理是什么 几何量测量是以点的坐标位置为基础的 它分为一维 二维和三维测量 坐标测量机是一种几何量测量仪器 它的基本原理是将被测零件放入它容许的测量空间 精密地测出被测零件在X Y Z三个坐标位置的数值 根据这些点的数值经过计算机数据处理 拟合形成测量元素 如圆 球 圆柱 圆锥 曲面等 经过数学计算得出形状 位置公差及其他几何量数据 五坐标测量机的特点及主要用途是什么 5 1从理论上讲 坐标测量机的特点是高精度 达到um级 高效率 数十 数百倍于传统测量手段 万能性 可代替多种长度计量仪器 因而多用于产品测绘 复杂型面检测 工夹具测量 5 2一台坐标测量机综合应用了电子技术 计算机技术 数控技术 光栅测量技术 激光技术 精密机械 包括新工艺 新材料和气浮技术 以及各种类型的测头系统等 能完成多种复杂零件的测量 还可以与计算机辅助设计连用 与加工设备连用等 用于产品的检验 形位测量 复杂型面的测量 工夹具模具测量 与CNC机床或柔性生产线在线测量 因此坐标测量技术已经在工业质量保证中找到了自己的特定地位 使用坐标测量机可以解决困难的测量问题 提高工作效率 5 3我们公司所使用的Endeavor三坐标驱动方式是世界上第一家运用磁浮技术 这种驱动方式消除了所有移动部件 使机器运行平顺精确 无摩擦损耗 无热膨胀变形 没有传动偏心 没有机械振动影响精度 避免了机器加 减速运行时的惯量冲击 保证了机器长期运行的稳定性 故障率极低 维护保养简便 5 4气动磁浮相关5 4 1气路系统部件 5 4 2气浮块 5 4 3测量机气路布置图 六坐标测量机的主要结构有哪几种形式 从结构形式上分 主要分为桥式 悬臂式 水平臂和龙门式 也称门架式 固定桥式坐标测量机 活动桥式坐标测量机 门架式坐标测量机 悬臂式坐标测量机 七测头系统 7 1测头系统是坐标测量机的关键部件之一 它是向测量机提供检测工件表面位置的传感器 通常测头顶端的测球由红宝石作成 红宝石是一种低密度的材料 整个红宝石球具备非常轻的质量 从而保证了在测量机运动过程中最小的触发误差 7 2测头在测量机中起什么作用 测头是测量机触测被测零件的发讯开关 它是坐标测量机的关键部件 测头精度的高低决定了测量机的测量重复性 此外 不同零件需要选择不同功能的测头进行测量 在测量机上使用最多的是触发式测头 它实际上是一个五维或六维的开关 当测头触测工件的一瞬间 开关断开 发出触测信号 这个信号作为控制器的中断信号 锁存三路光栅计数器的数值 记录下当前三个坐标的位置 7 3校验测头可以消除那些方面的误差 7 3 1理论测针半径与实际测针半径之间的误差7 3 2理论测杆长度与实际测杆长度的误差7 3 3测头旋转角度之误差 7 4测头在坐标测量机中通常通过测头座进行固定 测头信号通过测座同坐标测量机控制系统的测头接口相连 测座有多种 主要分为固定测座 手动可旋转测座 自动旋转测座三种 手动测座MH8 MH20i MIH自动测座PH10T PH10M PH10MQ测座控制器PHC10 PHC10 2 7 5测头可分为接触式和非接触式 激光等类型 目前主要用接触式测头 接触式测头又可分为开关式 触发式或动态发讯式 与扫描式 比例式或静态发讯式 两大类 触发测头TP20 TP200 TP6 TP2扫描测头SP600 SP257 6测杆和加长杆PELx PSxx 7 7手动测座系统配置 7 8自动测座系统配置图 7 8各种应用测头图片 拓展 手动旋转测头MIP 可旋转测座与自动更换测头系统 扫描测头SP600进行车身模型的检测 RENISHAW最新推出的可更换测杆的触发测头系统TP20 光学扫描测头进行摩托车座椅的检测 视频测头 八测头系统的保养 8 1拆装测头测座时注意位置准确 用专用扳手操作 8 2调整机器Z轴向运动时注意将测头旋转到A角90度位置 8 3注意使用测杆 加长杆的长度不超出标称长度 8 4在编程 初次测量等没有绝对把握的情况下 注意控制机器运动速度 防止测头碰撞 8 5搬运装夹工件时请注意不要碰撞测头 8 6测座找正8 7尽量使用短杆测量8 8正确输入测杆长度8 9测头的定期更换8 10测头测杆的定期采购8 11正确判断测头回退失败的原因 九PC DMIS软件 9 1DMIS DimensionMeasuringInterfaceStandard 是尺寸测量接口标准的简称 DMIS的目标是在计算机系统与坐标测量机之间建立检测数据的双向通讯 DMIS标准最初制定于1982年 目前由CAM I 国际先进制造技术联合会 组织进行管理 1994年 该组织制定颁布了DMIS3 0版本 9 2版本PC DMISPC DMISPROPC DMISCADPC DMISCAD 9 3软件功能它的主要功能有两个 一是对测量结果进行数据处理 测头触测测量工件所得的测量结果是一系列测量点的坐标数据组 而不是操作者需要的测量尺寸 几何形状误差的结果 更没有是否合格的测量结论 必须经过按规定的数学模型和公式进行计算的程序数据处理 才能得到真正所需要的测量结果 二是对测量机的主轴运行进行控制 特别是数控测量机 离开了测量软件的控制就无法进行数控形式的测量 十PC DMIS软件应用 运行PcDmis PcDmis文件管理器界面 选择这一图标可以产生一个新文件夹 这个新文件夹可以改名为用户名或操作员姓名或者是工件四班号 图纸号 产生测头文件 输入测头文件名 然后按回车键确定 校验测头 输入测量标准球的点数 单击 测量 按钮进行测头校验 选择手动或自动校验测头 十一运用软件进行测量 11 1工件找正 步骤1 找正Z轴并将Z的原点平移到此平面上 步骤2 将X轴旋转到平行于线的方向 步骤3 将X Y的原点平移到圆上 Y Z X Y Z 11 2建立零件坐标系 测量3点确立一个平面 测量2点确定一条直线 在侧平面测量一点 11 2 1几种要素建立零件坐标系 一个面 两条线 一个面 一条线 一个圆 一个面 两个圆 一个面 一条线 一个点 11 2 2确定要素后建立坐标系 十二几何要素的测量 要素 POINT最少点数 1位置 XYZ位置矢量 无形状误差 无2维 3维 3维 Y 5 5 5 X Z 要素 直线最少点数 2位置 重心矢量第一点到最后一点 形状误差 直线度2维 3维 2维 3维 2 1 5 5 Y 5 X 圆 要素 圆最少点数 3位置 中心矢量 相应的截平面矢量形状误差 圆度2维 3维 2维 实例 Y 5 5 5 Z X 圆的矢量只是为了测量 不单独描述要素的几何特征 平面 要素 平面最少点数 3位置 重心矢量 垂直于平面形状误差 平面度2维 3维 3维 实例 Y 5 5 5 Z X 圆柱 要素 圆柱最少点数 5位置 重心矢量 从起始层指向终止层形状误差 圆柱度2维 3维 3维 Y 5 5 5 Z X 圆锥 要素 圆锥最少点数 6位置 顶点矢量 从大端指向小端形状误差 锥度2维 3维 3维 实例 5 5 Y 5 Z 球 要素 球最少点数 4位置 中心矢量 如右图向上形状误差 球度2维 3维 3维 实例 5 Y 5 5 Z X 球的矢量只是为了测量 并不描述要素的几何特征 十三要素构造13 1点 13 11点 原点 X Z Y 在当前坐标系的原点构造一个点 坐标值为0 0 0 13 12中点 在所选要素的中心产生一个点 它的坐标与所选的要素的拾取点的坐标值相等 X Y Z 输入 圆1 13 13交点 点 拐角点 这个点是三个平面的交点 输入 平面1平面2平面3 平面1 平面2 平面3 13 14刺穿 点 刺穿 通过第一要素刺穿第二要素创立的点 元素的选择顺序非常重要 输入 圆柱1平面1 平面1 圆柱1 点 偏置 从选择要素设置指定的偏置值创建一个点 13 15偏置 输入 点1X偏置 0Y偏置 4Z偏置 1 13 16相交 点 相交 在两个要素相交处产生一个交点 输入 线1线2 线1 线2 13 17映射 点 映射 将第一点的重心投影到第二个要素上 直线 圆锥 圆柱或槽 输入 圆1线1 线1 圆 13 18中分 点 中分 产生两个所选要素的中分点 输入 圆1圆2 圆1 圆2 13 19投影 点 投影 输入 点1平面1 将一个元素投影所选平面上 点1 平面1 13 2要素构造圆13 21最佳拟合 圆 最佳拟和 输入 圆1圆2圆3圆4 通过所选的几个要素通过最佳拟和产生的圆 圆1 圆4 圆3 圆2 13 22相交 圆 相交 输入 圆锥1平面1 平面和圆锥 圆柱或球相交产生的圆 圆锥1 平面1 13 3要素构造直线13 31最佳拟合直线 直线 最佳拟和 通过所选元素建立一条最佳拟和直线 输入 圆1圆2 圆2 圆1 13 32相交直线 直线 相交 输入 平面1平面2 两个平面相交产生一条交线 平面2 平面1 13 33垂直直线 直线 垂直 通过第二要素做第一要素的垂直直线 输入 线1圆1 线1 圆1 13 34平行直线 直线 平行 通过第二要素做第一要素的平行线 输入 线1圆1 线1 圆1 十四拓展培训世界上有那些主要的测量机生产厂商 近年测量机市场呈现什么变迁 国际上测量机生产厂商主要有三个较大的集团或公司 它们是德国的ZEISS集团 包括瑞士的MAUSER 原东德的OPTON和美国的NUMEREX公司 美国的BROWN SHARPE集团 包括德国的LEITZ和意大利的DEA公司 和日本的三丰公司 MITUTOYO 其中德国ZEISS集团是在80年代由ZEISS兼并组建成的 美国BROWN SHARPE集团是在90年代由BROWN SHARPE兼并组建成的 其他如英国的LK公司 德国的WENZEL公司以及美国的GIDDINGS LEWIS公司等在国际测量机市场也占有一定的定位近年来 随着测量机技术的发展尤其是控制系统和软件的发展 社会分工趋向细化 测量机生产制造趋向联合 一些中小型的测量机制造厂商 软件开发商 控制系统制造商以及从事测量机服务改造的公司相继出现 所有这些变化 使得测量机技术趋向统一 技术更新的步伐加快 制造和设计成本降低 当然竞争也更为激烈 从某种程度上推动了测量机事业的发展 从98年4月在美国举办的QUALITY展览会上 占据突出位置的 显示实力最强的就是测量机厂商 从中我们不难看出 测量机作为一种通用 全面的质量检测手段 正发挥着越来越大的作用