三坐標測量?jì)x正確使用方法

三坐標測量?jì)x是指在一個(gè)六面體的空間范圍內，能夠表現幾何形狀、長(cháng)度及圓周分度等測量能力的儀器，具有測量、性能穩定、可靠性高、維護簡(jiǎn)便等優(yōu)點(diǎn)。用戶(hù)如何使用三坐標測量?jì)x呢?下面小編就來(lái)具體介紹一下三坐標測量?jì)x正確使用方法，希望可以幫助到大家。

三坐標測量?jì)x正確使用方法

三坐標測量?jì)x(CMM)的測量方式通?？煞譃榻佑|式測量、非接觸式測量和接觸與非接觸并用式測量。

其中，接觸測量方式常用于機加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數據，或為逆向工程提供工件原始信息，經(jīng)常需要用三坐標測量機對被測工件表面進(jìn)行數據點(diǎn)掃描。本文以三坐標的FOUNCTION-PRO型三坐標測量機為例，介紹三坐標測量機的幾種常用掃描方法及其操作步驟。

三坐標測量機的掃描操作是應用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區域內進(jìn)行數據點(diǎn)采集，該區域可以是一條線(xiàn)、一個(gè)面片、零件的一個(gè)截面、零件的曲線(xiàn)或距邊緣一定距離的周線(xiàn)等。掃描類(lèi)型與測量模式、測頭類(lèi)型以及是否有CAD文件等有關(guān)，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態(tài)按鈕(手動(dòng)/DCC)決定。若采用DCC方式測量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開(kāi)線(xiàn)”(Open Linear)、“閉線(xiàn)”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線(xiàn)”(Perimeter)掃描;若采用DCC方式測量，而只有線(xiàn)框型CAD文件，則可選用“開(kāi)線(xiàn)”(Open Linear)、“閉線(xiàn)”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式;若采用手動(dòng)測量模式，則只能使用基本的“手動(dòng)觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手動(dòng)測量方式并使用剛性測頭，則可用選項為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時(shí)間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。

下面詳細介紹在DCC狀態(tài)下，進(jìn)入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項后可供選擇的五種掃描方式。

1.開(kāi)線(xiàn)掃描(Open Linear Scan)

開(kāi)線(xiàn)掃描是zui基本的掃描方式。測頭從起始點(diǎn)開(kāi)始，沿一定方向并按預定步長(cháng)進(jìn)行掃描，直至終止點(diǎn)。開(kāi)線(xiàn)掃描可分為有、無(wú)CAD模型兩種情況。

(1)無(wú)CAD模型

如被測工件無(wú)CAD模型，首先輸入邊界點(diǎn)(Boundary Points)的名義值。打開(kāi)對話(huà)框中的“邊界點(diǎn)”選項后，先點(diǎn)擊“1”，輸入掃描起始點(diǎn)數據;然后雙擊“D”，輸入方向點(diǎn)(表示掃描方向的坐標點(diǎn))的新的X、Y、Z坐標值;zui后雙擊“2”，輸入掃描終點(diǎn)數據。

第二項輸入步長(cháng)。在“掃描”對話(huà)框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“zui大”(Max Inc)欄中輸入一個(gè)新步長(cháng)值。

zui后檢查設定的方向矢量是否正確，該矢量定義了掃描開(kāi)始后*測量點(diǎn)表面的法矢、截面以及掃描結束前zui后一點(diǎn)的表面法矢。當所有數據輸入完成后點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

(2)有CAD模型

如被測工件有CAD模型，開(kāi)始掃描時(shí)用鼠標左鍵點(diǎn)擊CAD模型的相應表面，PC DMIS程序將在CAD模型上生成一點(diǎn)并加標志“1”表示為掃描起始點(diǎn);然后點(diǎn)擊下一點(diǎn)定義掃描方向;zui后點(diǎn)擊終點(diǎn)(或邊界點(diǎn))并標志為“2”。在“1”和“2”之間連線(xiàn)。對于每一所選點(diǎn)，PC DMIS已在對話(huà)框中輸入相應坐標值及矢量。確定步長(cháng)及其它選項(如安全平面、單點(diǎn)等)后，點(diǎn)擊“測量”，然后點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

2.閉線(xiàn)掃描(Closed Linear Scan)

閉線(xiàn)掃描方式允許掃描內表面或外表面，它只需“起點(diǎn)”和“方向點(diǎn)”兩個(gè)值(PC DMIS程序將起點(diǎn)也作為終點(diǎn))。

(1)數據輸入操作

雙擊邊界點(diǎn)“1”，在編輯對話(huà)框中輸入位置;雙擊方向點(diǎn)“D”，輸入坐標值;選擇掃描類(lèi)型(“線(xiàn)性”或“變量”)，輸入步長(cháng)，定義觸測類(lèi)型(“矢量”、“表面”或“邊緣”);雙擊“初始矢量”，輸入第“1”點(diǎn)的矢量，檢查截面矢量;鍵入其它選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

也可使用坐標測量機操作盤(pán)觸測被測工件表面的*測點(diǎn)，然后觸測方向點(diǎn)，PC DMIS程序將把測量值自動(dòng)放入對話(huà)框，并自動(dòng)計算初始矢量。選擇掃描控制方式、測點(diǎn)類(lèi)型及其它選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

(2)有CAD模型的閉線(xiàn)掃描

如被測工件有CAD模型，測量前確認“閉線(xiàn)掃描”;首先點(diǎn)擊表面起始點(diǎn)，在CAD模型上生成符號“1”(點(diǎn)擊時(shí)表面和邊界點(diǎn)被加亮，以便選擇正確的表面);然后點(diǎn)擊掃描方向點(diǎn);PC DMIS將在對話(huà)框中給出所選位置點(diǎn)相應的坐標及矢量;選擇掃描控制方式、步長(cháng)及其它選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

3.面片掃描(Patch Scan)

面片掃描方式允許掃描一個(gè)區域而不再是掃描線(xiàn)。應用該掃描方式至少需要四個(gè)邊界點(diǎn)信息，即開(kāi)始點(diǎn)、方向點(diǎn)、掃描長(cháng)度和掃描寬度。PC DMIS可根據基本(或缺省)信息給出的邊界點(diǎn)1、2、3確定三角形面片，掃描方向則由D的坐標值決定;若增加了第四或第五個(gè)邊界點(diǎn)，則面片可以為四方形或五邊形。

采用面片掃描方式時(shí)，在復選框中選擇“閉線(xiàn)掃描”，表示掃描一個(gè)封閉元素(如圓柱、圓錐、槽等)，然后輸入起始點(diǎn)、終止點(diǎn)和方向點(diǎn)。終止點(diǎn)位置表示掃描被測元素時(shí)向上或向下移動(dòng)的距離;用起始點(diǎn)、方向點(diǎn)和起始矢量可定義截平面矢量(通常該矢量平行于被測元素)?，F以創(chuàng )建四邊形面片為例，介紹面片掃描的幾種定義方式：

(1)鍵入坐標值方式

雙擊邊界點(diǎn)“1”，輸入起始點(diǎn)坐標值X、Y、Z;雙擊邊界方向點(diǎn)“D”，輸入掃描方向點(diǎn)坐標值;雙擊邊界點(diǎn)“2”，輸入確定*方向的掃描寬度;雙擊邊界點(diǎn)“3”，輸入確定第二方向的掃描寬度;點(diǎn)擊“3”，然后按“添加”按鈕，對話(huà)框給出第四個(gè)邊界點(diǎn);雙擊邊界點(diǎn)“4”，輸入終止點(diǎn)坐標值;選擇掃描所需的步長(cháng)(各點(diǎn)間的步距)和zui大步長(cháng)(1、2兩點(diǎn)間的步長(cháng))值后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。(2)觸測方式

選定“面片掃描”方式，用坐標測量機草作盤(pán)在所需起始點(diǎn)位置觸測*點(diǎn)，該點(diǎn)坐標值將顯示在“邊界點(diǎn)”對話(huà)框的“#1”項內;然后觸測第二點(diǎn)，該點(diǎn)代表掃描*方向的終止點(diǎn)，其坐標值將顯示在對話(huà)框的“D”項內;然后觸測第三點(diǎn)，該點(diǎn)代表掃描面片寬度，其坐標值將顯示在對話(huà)框的“#3”項內;點(diǎn)擊“3”，選擇“添加”，可在清單上添加第四點(diǎn);觸測終止點(diǎn)，將關(guān)閉對話(huà)框。zui后定義掃描行距和步長(cháng)兩個(gè)方向數據;選擇掃描觸測類(lèi)型及所需選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

(3)CAD曲面模型方式

該掃描方式只適用于有CAD曲面模型的工件。首先選定“面片掃描”方式，左鍵點(diǎn)擊CAD工作表面;加亮“邊界點(diǎn)”對話(huà)框中的“1”，左鍵點(diǎn)擊曲面上的掃描起始點(diǎn);然后加亮“D”，點(diǎn)擊曲面定義方向點(diǎn);點(diǎn)擊曲面定義掃描寬度(#2);點(diǎn)擊曲面定義掃描上寬度(#3);點(diǎn)擊“3”，選擇“添加”，添加附加點(diǎn)“4”，加亮“4”，點(diǎn)擊定義掃描終止點(diǎn)，關(guān)閉對話(huà)框。定義兩個(gè)方向的步長(cháng)及選擇所需選項后，點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

4.截面掃描(Section Scan)

截面掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件，它允許對工件的某一截面進(jìn)行掃描，掃描截面既可沿X、Y、Z軸方向，也可與坐標軸成一定角度。通過(guò)定義步長(cháng)可進(jìn)行多個(gè)截面掃描?？稍趯υ?huà)框中設置截面掃描的邊界點(diǎn)。按“剖切CAD”轉換按鈕，可在CAD曲面模型內尋找任何孔，并可采用與開(kāi)線(xiàn)掃描類(lèi)似方式定義其邊界線(xiàn)，PCDMIS程序將使掃描路徑自動(dòng)避開(kāi)CAD曲面模型中的孔。按用戶(hù)定義表面剖切CAD的方法為：進(jìn)入“邊界點(diǎn)”選項;進(jìn)入“CAD元素選擇”框;選擇表面;在不清除“CAD元素選擇”框的情況下，選擇“剖切CAD”選項。此時(shí)PC DMIS程序將切割所選表面尋找孔。若CAD曲面模型中無(wú)定義孔，就沒(méi)有必要選“剖切CAD”選項，此時(shí)PC DMIS將按定義的起始、終止邊界點(diǎn)進(jìn)行掃描。對于有多個(gè)曲面的復雜CAD圖形，可對不同曲面分組剖切，*#將剖切限制在局部CAD曲面模型上。

5.邊界掃描(Perimeter Scan)

邊界掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件。該掃描方式采用CAD數學(xué)模型計算掃描路徑，該路徑與邊界或外輪廓偏置一定距離(由用戶(hù)選定)。創(chuàng )建邊界掃描時(shí)，首先選定“邊界掃描”選項;若為內邊界掃描，則在對話(huà)框中選擇“內邊界掃描”;選擇工作曲面時(shí)，啟動(dòng)“選擇”復選框，每選一個(gè)曲面則加亮一個(gè)，選定所有期望曲面后，退出復選框;點(diǎn)擊表面確定掃描起始點(diǎn);在同一表面上點(diǎn)擊確定掃描方向點(diǎn);點(diǎn)擊表面確定掃描終止點(diǎn)，若不給出終止點(diǎn)，則起始點(diǎn)即為終止點(diǎn);在“掃描構造”編輯框內輸入相應值(包括“增值”、“CAD公差”等);選擇“計算邊界”選項，計算掃描邊界;確認偏差值正確后，按“產(chǎn)生測點(diǎn)”按鈕，PC DMIS程序將自動(dòng)計算執行掃描的理論值;點(diǎn)擊“創(chuàng )建”。

6.應用要點(diǎn)

(1)應根據被測工件的具體特點(diǎn)及建模要求合理選用適當的掃描測量方式，以達到提高數據采集精度和測量效率的目的。

(2)為便于測量草作和測頭移動(dòng)，應合理規劃被測工件裝夾位置;為保證造型精度，裝夾工件時(shí)應盡量使測頭能一次完成全部被測對象的掃描測量。

(3)掃描測量點(diǎn)的選取應包括工件輪廓幾何信息的關(guān)鍵點(diǎn)，在曲率變化較明顯的部位應適當增加測量點(diǎn)。