便携式三坐标测量臂
当您正在费尽心思为无法将大型工件搬上固定式三坐标的大理石平台去测量而束手无策时，当您面对一大堆量具量规却仍感到无法满足测量要求时，当您正抱怨测量机的死角让你无法提高工作效率时，当您觉得一台测量仪器重复性很差而无法信任它的精度稳定性时，FARO便携式三维柔性测量臂是您的最佳选择。
20年的制造历史--超级便携式三坐标测量臂，精度达0.0005英寸
随着革命性的柔性三坐标测量臂的发布，在世界上创造了制造业历史上最精确、最先进的便携式测量手臂。它代表了二十年来测量工具研发的顶尖技术，其中有10多项正在申请的新专利技术创新，涉及精度、可靠性和易操作方面。
铂金便携式三坐标测量臂的精度高达0.0005英寸，使传统CMM、手工工具和其它便携式检查设备难以匹配。现在任何人在任何地方均可以前所未有的精度对部件、固定设备及组件进行检查、逆向工程或执行CAD至部件分析。如果您将该精度与其可修改的3D测量技术和定制零培训软件工具（带或不带CAD）结合起来，铂金测量臂将是需要GD&T和SPC输出的成型、铸模、制造、铸造及装配设备的理想解决方案。此外，它还具备真正的便携性能和改进的生物工程技术。事实上，超负荷传感器可防止用户使手臂超载，从而确保测量的精确性，使其成为“唯一有感觉的手臂”。
便携式三坐标测量臂特点：
便携性：轻便易携带，满足随时随地测量需要（仅9公斤左右）
功能齐全：几何元素，三维坐标，形位公差
曲线曲面测量和扫描
逆向工程
CAD数模与实际零件比对检测
装配，夹具检测
管子测量，金属薄壁件测量
一个软件包，让您享受齐全的功能
测量无死角：专利的内平衡设计，6个自由度让您实现任意空间点位置和隐藏点的测量
测量范围宽广：您可以选择1.2米至3.7米测量范围，并可以扩展到更大范围的测量
柔性三坐标测量机技术优势:
精度高：铂金系列单点精度最高可达0.005mm，空间长度精度可达0.018mm
高科技材料：测量臂采用航空标准级复合碳素材料制造，具有重量轻、高硬度和抗弯曲性等特点结构设计合理：专利内置式平衡机构保证操作应用自如，空间任意位置无死角，主轴可以无限制旋转
快速更换测头：1分钟内使用标准球或标准锥现场校准测头，保证测量精度，并可以快速标定自制测头
操作方便：测量臂的移动、旋转及测头上的按键可以作为鼠标使用控制计算机，让您感觉格外轻松
内置充电锂电池：可提供连续7小时的测量服务，复杂现场作业更加方便
USB数据接口：通用数据线缆，并且可以实现热插拔
温度补偿系统：专利式内置温湿度传感器，保证在任何温湿度下实现高精度稳定测量
独特的管子测量功能：无须另外配置测管附件和专门的测管软件，CAM2MEASURE同样能轻松完成
曲线曲面扫描：多种扫描模式，多组截面线扫描，与单组截面线扫描相比，扫描速度非常快捷SPC统计分析：对大量测量数据统计分析，并给出图形分析报告，直观清晰
主要技术参数：机型测量范围单点精度长度精度重量
Platinum系列
1.8米(6英尺)0.010mm0.028mm9.3Kg
2.4米(8英尺)0.019mm0.036mm9.5Kg
3.0米(10英尺)0.028mm0.046mm9.75Kg 3.7米(12英尺)0.0356mm0.058mm9.98Kg
广州市广精精密仪器有限公司
关节臂三坐标测量机操作规程 （ISO9001-2015/IATF16949-2016） 1.0适用范围 关节臂依靠其便携，高精度等优势，广泛用于汽车，模具，检具，航天等相关行业。 2.0操作方法 2.1 机器安装 2.1.1 打开包装箱，双手提取测量臂FaroArm,注意不要让各关节受力。 2.1.2 机器安装之前磁力底座跟安装磁力底座的位置都要擦干净，磁力底座固定好后，设备跟磁力底座接口（安装在三角架上）要用专用工具拧紧，注意扭矩适中。利用绑带绑缚测量臂，防止其自由落下而损伤关节，注意每次测量完成都要将测量臂复位绑缚好。 2.1.3 安装探针时一只手握住FaroArm末端的按钮区域；顺时针旋转探针，将探针转入FaroArm，使用12mm扳手拧紧探针转矩扳手拧紧另一端，注意扭矩适中。 2.1.4 设备连接到计算机，通过数据线、电源线、将测量机跟电脑连接，将电池安装到测量臂主机上充电，注意检查是否连接正确，打开电源后电源指示灯亮，打开电脑及测量软件界面，插入加密狗，测量软件界面显示设备连接完好。 2.2 探针校准 2.2.1 打开测量软件，在设备选项上点硬件配置图标打开设备控制面板，选中探针管理。根据需要选择3mm球探针、6mm球探针。
2.2.2 选择“探针校准器”，将其固定。 2.2.3 在测量软件界面选择校准。 2.2.4 进行探针校准。 2.3 测量 2.3.1 除了常规测量之外，对超出测量臂范围的大型工件，可以用三个“蛙跳球”进行位置移动转换测量。 2.3.2 在测量过程中不允许用力压迫探针，测量力道要均匀，测面测点尽量垂直探针，测量圆探针保护在45度的角度，减少误差。 2.3.3 每次测完步骤后测量臂复位及绑缚带绑缚，起到保护关节作用。 3.0注意事项 3.1 要注意软件界面对测量臂FaroArm关节转动极限位置的报警提示，尽量减少测量臂在接近极限的状态下测量，延长设备使用寿命 3.2 定期探针校准，在温差变化过大的情况下必须对探针进行校准在进行测量。 3.3 使用配备电源，杜绝在工作状态下将设备断电。 3.4 测量工件必须与测量臂的相对位置保持不变。 3.5 测量过程中测量员不允许带手套工作。 3.6 保证测量结果的准确性。 3.7 及时保存测量结果输出数据。 3.8 按要求发送测量报告。 3.9 做好测量工作记录。 3.10 测量完成后必须先拆卸测量臂放置到运输包装箱。 3.11 电源线、数据线检查是否有损坏。
三坐标测量实验报告 姓名：XXX 学号：XXXXXXX 指导老师：XXX 专业：XXXX 2012年11月
一、快速综合检测 利用直接测量法测量给定的被测件 一、实验目的： 1、了解三坐标测量机系统组成和功能； 2、熟悉WTUTOR测量软件； 3、掌握三坐标测量机测量几何参数的基本技能； 4、学会测量数据的处理和零件设计方法。 二、实验要求： 1、根据被测件的特点以及所需测量的几何元素确定测量方案：包括所需的测头数及其标定、零件坐标系的建立等。 2、测量各几何要素，以文件方式输出测量结果。 3、根据测量数据，用AUTOCAD绘制零件图。 4、整理实验过程，编写实验技术报告。 三、实验方案设计： 1、分析被测件的特点和需要测量的几何特征，确定零件装夹方案：被测件的外观形状是长方体, 需要测量的几何特征是位于该长方体上的通孔、阶梯圆柱孔、小孔、阶梯平面和一槽，由于该零件质量较大，故无需装夹，只需平放于测量工作台面上即可。 2、确定工件坐标系：选择零件上通孔所在的直线为Y轴，相对较平整的平面作为XZ 平面，该平面与Y轴交点作为坐标原点，选择与Y轴平行的一个面的法线方向作为X轴。 3、根据被测几何元素，确定测头（1）A：0°，B：0°；（2）A：90°，B：90°； （3）A：90°，B：180°；（4）A：90°，B：-90°；（5）A：90°，B：0°； 4、根据被测参数确定被测元素、关系计算、形位测量等。选择测头在适当的工件坐标系下进行测量，并将测量数据存储到指定文件中。 四、实验步骤： 1、启动机器： 由于三坐标测量系统是一个多机器的复杂系统，所以要注意各机器的开启顺序。首
关节臂测量机的定义：关节臂测量机是由几根固定长度的臂通过绕互相垂直轴线转动的关节(分别称为肩、肘和腕关节)互相连接，在最后的转轴上装有探测系统的坐标测量装置。很明显它不是一个直角坐标测量系统，每个臂的转动轴或者与臂轴线垂直，或者绕臂自身轴线转动(自转)，一般用三个“-”隔开的数来表示肩、肘和腕的转动自由度，2-2-3 配置可以有a0-b0-d0-e0-f0 和a0-b0-c0-d0-e0-f0-g0 角度转动的关节臂测量机，为了适应当前情况，关节数一般小于7，目前一般为手动测量机。 工作原理：关节臂式测量机是一种新型的非正交式坐标测量机，它以角度基准取代长度基准，将若干杆件和一个测头通过旋转关节串联连接，一端固定，另一端(测头)在空间自由运动，构成一个球形测量空间。一般它由基座、6个关节、2个臂，以及测头等部分组成，该测量系统具有空间六自由度，可以方便地实现复杂工件的测量。关节臂式坐标测量机以各个关节的转角和作用臂作为测量基准，通过坐标系变换实现坐标测量。因此，数据采集系统中首要测量的参数为各个关节的转角，作用臂长通过机械结构的标定来确定。 特点：在检测空间一固定点时关节臂测量机与直角坐标系测量机完全不同，在测头确定情况下直角坐标测量机各轴的位置X，Y，Z 对固定空间点是唯一的、完全确定的；而关节臂
测量机各臂对测头测量一个固定空间点却有无穷的组合，即各臂在空间的角度和位置是无穷多、不是唯一的，因而各关节在不同角度位置的误差极大影响了对同一点的位置检测误差。由于关节臂测量机的各臂长度固定，引起误差的主要因素为各转角的误差，因此转角误差的测量和补偿对提高关节臂测量机的精度至关重要。 探测系统(测头)距各关节的距离不同，根据实验和理论推导，不同级的转角误差对测量结果的影响是不同的，越靠近基座处关节的转角误差对测量结果影响越大。 由于关节臂测量机是固定于基座上，基座的的固定方式及刚性对测量精度及重复性的影响亦不能忽略。 关节臂测量机可能有测量死角或精度特别差的区域，供应商应加以说明。 关节臂测量机是便携式的，工作环境条件变化很大，因此在验收方法中对环境条件作了特殊说明。 一般来说关节臂测量机的精度比传统的框架式三坐标测量机精度要低，精度一般为10 微米级以上，加上只能手动，所以选用时要注意应用场合。 应用领域： 汽车及其零部件制造商 汽车内饰 航空航天零部件制造商 重型设备及其零部件制造商 船舶和造船 机械制造 家具制造业 土木工程 新能源及其零部件制造商 轨道交通 适用于检测、逆向工程、快速成形、3D建模。此设备的特别功能是在扫描黑色和高反光材质时无需喷显影剂，提供了更好的表面扫描性能 坐标机精度评定标准：ISO 10360 1994年，ISO 10360 国际标准《坐标测量机的验收、检测和复检检测》开始实施。这个标准说明了坐标测量机性能检测的基本步骤。中国目前实行的测量机国家标准 GB/T16857.2-1997 《坐标计量学－第二部分：坐标测量机的性能测定》便等同于ISO相应标准。 ISO主要包含三个主要参数：长度测量最大允许示值误差(MPEE)、最大允许探测误差(MPEP)；对于扫描测量，采用最大允许扫描探测误差(MPETHP)
三坐标测量实验大纲（结合高等教育公差教学） 2009年6月
目录 实验一坐标测量机认知实验 (3) 实验二孔、轴件的测量实验 (6) 实验三平面度测量实验 (10) 实验四圆锥各尺寸的测量实验 (14) 实验五轴键槽对称度测量实验 (18) 实验六螺纹孔测量实验 (21)
实验一坐标测量机认知实验 一、实验目的 了解三坐标测量机结构 了解三坐标测量机原理 了解三坐标测量机维护保养方法 二、设备与器材 1）三坐标测量机 2）测头系统：MH20i或PH10T 3）测针：20×?3mm 三、实验步骤 1）三坐标测量机结构 按机械结构分： a)龙门式——用于轿车车身等大型机械零部件或产品测量； b)桥式——用于复杂零部件的质量检测、产品开发，精度高；
c) 悬臂式——主要用于车间划线、简单零件的测量，精度比较低。 按驱动方式结构分： a) 手动型——手工使其三轴运动来实现采点,价格低廉,但测量精度差； b) 机动型——通过电机驱动来实现采点，但不能实现编程自动测量； c) 自动型——由计算机控制测量机自动采点，通过编程实现零件自动测量，且 精度高。 2）三坐标测量机原理 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量点的坐标值，根据这些点的空间坐标值经过数学运算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置公差。 3）三坐标测量机维护保养方法 三坐标测量机作为一种精密的测量机器，如果维护及保养做得及时，就能延长机器的使用寿命，并使精度得到保障、故障率降低。为使客户更好地掌握和用好测量机，测量机维护及保养规程如下： （1）开机前的准备 a.三坐标测量机对环境要求比较严格，应按要求严格控制温度及湿度； b.三坐标测量机使用气浮轴承，理论上是永不磨损结构，但是如果气源不干净，有油．水或杂质，就会造成气浮轴承阻塞，严重时会造成气浮轴承和气浮导轨划伤，后果严重。所以每天要检查机床气源，放水放油。定期清洗过滤器及油水分离器。定期检查机床气源上一级空气来源，（空气压缩机或集中供气的储气罐）；花岗岩导轨更要定期检查导轨面状况，所以每次开机前应清洁机器的导轨，用航空汽油擦拭（120或180号汽油）或无水乙醇擦拭。 c.切记在保养过程中不能给任何导轨上任何性质的油脂； 输出: X = 2.0 I = 0 D = 4 Y = 2.0 J = 0 R = 2 Z = 2.5 K = 1
实验三三坐标测量机测量几何误差 一、目的与要求 1、了解并熟悉手动复合型三坐标测量机的主要结构； 2、掌握手动复合型三坐标测量机基本操作方法； 3、熟练掌握三种或三种以上形状误差或位置误差的测量方法； 4、初步了解手动复合型三坐标测量机影像系统的测量原理。 二、实验仪器设备 本实验用仪器及设备包括：手动复合型三坐标测量机、工件 三、实验方法及步骤 （一）测量的基本原理： 1 坐标测量部分 仪器的花岗岩工作台用以支撑被测工件，利用工作台上的螺孔及装夹工具，可将工件位置固定。三轴光栅尺作为侧量基准，在Z轴下端装有触发式探头。由于X、Y、Z三轴都采用气浮导向，因此可以手持Z轴下端的测头连接座，轻便地移动测头，对工件进行接触测量。 测头触发后，被测工件各测量点的坐标位置被读取，根据这些点的空间坐标值，由坐标测量软件进行处理，可求出被测工件的几何尺寸、形状及位置公差。本仪器有丰富的测量程序，不需要对工件做精确找准便可进行测量。由于用户界面直观、友好，因此，没有计算机操作经验的人员，也可迅速掌握仪器的操作。 2影像测量部分 被测工件置于工作台上，手持Z轴下端的测头连接座带动影像系统实现快速移动，然后通过旋转X、Y轴微动手轮实现微调，即可对被测工件进行瞄准，此时彩色CCD摄像机通过LED表面光照明后，就可摄取被测工件的影像，最后由M2D专业软件自动进行数据处理，。 注：LED表面光的开关及强弱可根据测量的需要由微动开关控制板右侧的调光旋钮来调节；根据被测工件的尺寸，旋转Z轴微动手轮进行调焦，可以得到清晰的图像，从而实现对被测工件的测量。
（二）手动复合型三坐标测量机的结构 现有的三坐标测量机分自动和手动两种。本实验采用的CMS-685MV是一种手动复合型测量机。该测量机集光、机、电、算于一体，广泛地用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中，它能实现空间坐标点位的测量，可以对箱体、导轨、缸体、机架等零件的尺寸、形状及相互位置进行检测，如图1所示。 图1 仪器整体结构图 1. 空气过滤组件 2.电磁阀电源开关 3.Y轴微动手轮 4. 标准球 5. 触发式测头 6.Y向滑架组 7. Z轴导轨 8. 微动开关控制板 9. X轴导轨10.影像系统11.X向滑架组12.X轴微动手轮13. Z轴微动手轮14.锁紧螺杆15.平台（含Y轴导轨）16.底支架17．计算机主机18. 显示器19. 打印机20.计算机桌图中15所示花岗岩工作台被安装在底支架上，除了在平台左侧有Y轴导轨外，其上表面还有标准球以及用于工件装夹固定的螺孔。底支架左侧有空气过滤组件，用于测量机气源的清洁干燥；以及用来控制仪器运行的电磁阀电源开关。X向滑架组及Y向滑架组分别用于X轴及Y轴的测量，Z轴上除了有用于读取数据的触发式探头外，还有一影像系统，可以对工件进行影像测量。在X、Y、Z向都有一个微动手轮（3、12、13），当结构图上8所示的微动开关控制板选择
关节臂测量设备测头精度校准 关节臂测量设备测头校准分为：单点校准法、平面校准法和标准球校准法，标准球校准法和平面校准法最为常用。 单点校准测头方法 双击“CimCore Arm Utilities ”图标进入Arm Utilities软件，点击“Init”按键，机器连接后单击“Probe Calib”快捷键进入测头校准程序内。 1、在“Method”选择框内选“Single Point”； 2、在“Measure Against Nominal Data”选择框内选“No”； 3、安装待校准的测头； 4、点击“OK”进入下一界面； 5、点击“Next”下一步； 点击“Resume Measure”进行测头校准，此校准过程分前后左右四个方向，每个方向5个点，每组内每个点与点之间的夹角为20度。请见下图
测完20个点后按住中间测量键，2~5秒退出测量程序 点击“Next”按键进入下一界面 Max Error 值小于0.15点击“Yes”保存。点击“Finish”退出测头校准程序（注：Max数值越小代表测头精度越好） 平面校准测头方法 双击“CimCore Arm Utilities ”图标进入Arm Utilities软件，点击“Init”按键，机器
连接后单击“Probe Calib”快捷键进入测头校准程序内。 1、在“Method”选择框内选“Plane”； 2、在“Measure Against Nominal Data”选择框内选“Yes”； 3、安装15MM钢测头; 4、点击“OK”进入下一界面； 5、点击“Next”下一步； 点击“Next”进入下一步 点击“Start Measurements”进入测量程序(注：平面校准法是通过对比的方法来校准测头，
研究生实验报告项目名称：三坐标测量实验报告 姓名： 学号： 指导老师： 专业： 2013年11月15日
一、实验要求 1．根据实验室的三坐标测量仪和待测模型确定测量方案； 2. 与几何模型进行比较，分析误差； 3．对模型的几何要素尺寸和误差进行检测； 4．最终绘出模型的三维视图并出图； 二、实验设备 MISTRAL070705三坐标测量机，带有PC-DMIS软件的PC,电源，空压机，冷干机，空气过滤器。 三、实验方案 1.确定零件的具体结构： ①确定各几何元素所需测出的参数 测量零件的大致轮廓为方形，主要几何元素为平面、圆柱、圆柱孔和阶梯孔。因此可以选择测量件的三个垂直面建立空间直角坐标系。需要测量的主要位置误差元素为同轴度。 ②测头标定 测量元素包括垂直方向的圆柱及水平方向的圆柱，因此需要标定垂直方向与水平面四个方向。 ③根据零件确定测量基准 选定模型的1，2，3面为坐标系的三个基准面建立直角坐标系，并以1，2，3面作为测量基准， 2.空间坐标系的建立 面1的法线方向为X轴方向，面2的法线为Y轴方向，选定方形轮廓上平面一角为原点，并根据X轴、Y轴确定Z轴方向。如下图 图1 坐标系的确定
3．测量方案 调用自动测量程序，给定步长，根据平面的高度差，给定适合的补偿参数，然后测量面上选定的一定范围内的一系列坐标，通过与数据模型进行比较，判断相似度。 四、实验方法和步骤 1．开机 首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源，检查气压是否在0.4～0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源，启动PC-DMIS测量程序，屏幕出现如图2初始页面 图2 PC-DMIS初始界面 图3 打开测量零件程序窗口
三坐标测量技术课程 \ ￥ 浙江大学现代制造工程研究所杭州博洋科技有限公司
目录 一、《三坐标测量技术》课程设置 (2) 课程性质、教学目标 (2) 教学指导思想 (3) — 教学重点 (3) 理论教学内容和基本要求 (3) 实训内容和基本要求 (5) 教学进度安排 (9) 二、三坐标测量基础知识 (9) 测量机的基本组成 (9) 测头简介 (10) 测头校正 (11) 、 矢量和余弦误差 (11) 坐标系 (12) 工作平面 (13) 基本几何元素 (13) 元素构造 (14) 元素的尺寸及公差 (15) 三、三坐标测量操作指导 (16) 三坐标测量流程 (16) ^ 测量实例 (18) 四、测量技巧与案例分析 (22) 基于CAD的编程测量 (22) CAD迭代对齐 (26) 三坐标测量键槽对称度 (28) 测量齿轮的齿距 (29) —
~ 一、《三坐标测量技术》课程设置 课程名称：三坐标测量技术 总学时：80 理论教学学时：40 实践教学学时：40 先修课程：机械设计，机械制造基础，机械制图、互换性与测量技术等课程 教学对象：机械、数控、模具、汽车专业学生 课程类型：必修 @ 考核方式：理论采用笔试、操作采用实际测量项目测试，总分100分，各占50%。课程性质、教学目标： 1.课程性质：专业技术 2.教学目标： （1）熟悉三坐标硬件基础知识 （2）了解现代三坐标测量的发展趋势 （3）掌握利用三坐标测量机进行测量的过程和步骤 （4）掌握利用三坐标测量机进行实际工件的测量和输出报告 （5）！ （6）掌握相关软件及设备的使用 教学指导思想 1.介绍先进的现代制造技术，使学生对先进的现代检测技术有基本认识； 2.理论和实践相互结合，在提供丰富的实际测量案例的基础上，培养学生 分析问题和解决问题的能力； 3.在实际公差测量案例的基础上，使学生掌握国家规定公差的测量方法；
专业及班级：姓名：学号： 实验二：三坐标测量机检测 一、实验目的：通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。 二、实验设备：西安爱德华MQ686三坐标测量仪及其辅助设备。 设备简介：机械整体结构采用刚性结构好、质量轻的全封闭框架移动桥式结构。其结构简单、紧凑、承载能力大、运动性能好。 固定优质花岗岩工作台：具有承载能力强、装卸空间宽阔、便捷的功能。 Y向导轨：采用燕尾式，定位精度高，稳定性能好。 三轴采用优质花岗岩，热膨胀系数小，三轴具有相同的温度特性，因而具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力，刚性好、动态几何误差变形小。 三轴均采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的静压气浮式导轨，轴承跨距大，抗角摆能力强，阻力小、无磨损、运动更平稳。 横梁采用精密斜梁设计技术（已获专利），重量轻、重心低、刚性强，动态误差小，确保了机器的稳定。 Z轴采用气缸平衡装置，极大的提高了Z轴的定位精度及稳定性。控制系统采用德国知名的SB专用三坐标数控系统，具有国际先进的上下位机式的双计算机系统，从而极大地提高系统的可靠性和抗干扰能力，降低了维护成本。 三、实验原理： 三坐标测量机：由三个运动导轨，按笛卡尔坐标系组成的具有测量功能的测量仪器，称为三坐标测量机，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。三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业 等各领域。 分类： 按其精度分为两大类： 计量型：（UMM）1.5 μm+2L/1000 一般放在有恒温条件的计量室内， 用于精密测量分辨率为0.5μm，1或2μm，也有达0.2μm的； 生产型：（CMM）一般放在生产车间，用于生产过程的检测，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5μm或10μm，小型生产测量机也有1μm或2μm的。 按结构分为：悬臂式、龙门式、桥式、铣床式 按控制方式分为：手动式、自控式
关节臂式坐标测量机校准装置校准方法 1.范围 本方法适用于关节臂式坐标测量机的校准。 2.引用文献 本方法引用下列文献： JJF1071--2010《国家计量校准规范编写规则》 ASME B89.4.22 关节臂式坐标测量机性能评估方法 注：使用本校准方法时，应注意使用上述引用文献的现行有效版本。 3.校准条件 3.1温度条件应根据受检测量臂的测量不确定度或用户约定要求确定，温度变化不应超过1.0℃/h 。 3.2各活动部分的作用应平稳可靠，无松动和卡住现象，测量轮与被测件之间无滑动。 4.校准项目及校准方法 4.1用目视和手动检查外观及各部分相互作用 4.2此处用标准球法测量 在每一次位置处，测量标准球至少5个点（4个点分布在赤道上，1个点位于球的一级）测量时，在每一位置处，将测量臂从左方摆动到右方约180°，同时旋转腕关节约90°，拟合求球心坐标。重复测量至少6次，得到6个球心坐标，单轴坐标的最大值和最小值之差的二分之一为x δ ，y δ ，z δ ，取x δ ，y δ ，z δ的最大值为测量结果。 ()()max min 2 i i x x x δ-= （1） ()()max min 2 i i y y y δ-= （2） ()()max min 2i i z z z δ-= （3）
4.3空间长度示值误差 选用两个标准球杆，短球杆长度()50%~70%i L R = ,长球杆长度 ()2=120%~150%L R R ， 为测量臂测量半径。 测量臂的球形工作范围分为4个相等的象限，球半径等于测量臂测量半径，球心为肩关节的角度编码器的中心，仪器的安装平面为赤道平面。 标准球杆的摆放姿态为水平、垂直及50°倾斜；摆放位置以赤道平面为界分高位和低位；摆放距离是指从标准球杆中心到仪器中心的距离，以50%R 为界分远近。摆放方向是指球杆或延长线与球的关系，当球杆或延长线不通过球心时表示为切向，通过球心为径向。 10个摆放位置见下两图。每次长度测量时，采集每球至少5个点（4个点分布在赤道上，1个点位于球的一级），计算球杆中心长度。
机器视觉实验报告
目录 一实验名称 (2) 二试验设备 (2) 三实验目的 (2) 四实验内容及工作原理 (2) （一）kinect for windows (2) （二）手持式自定位三维激光扫描仪 (3) （三）柔性三坐标测量仪 (9) （四）双面结构光 (10) 总结与展望 (14) 参考文献 (16)
《机器视觉》实验报告 一、实验名称 对kinect for windows、三维激光扫描仪、柔性三坐标测量仪和双面结构光等设备结构功能的认识。 二、实验设备 kinect for windows、三维激光扫描仪、柔性三坐标测量仪、双面结构光。 三、实验目的 让同学们对机器视觉平时所使用的仪器设备以及机器视觉在实际运用中的具体实现过程有一定的了解。熟悉各种设备的结构功能和操作方法，以便于进行二次开发。其次，深化同学们对机器视觉系统的认识，拓宽同学们的知识面，以便于同学们后续的学习。 四、实验内容及工作原理 (一)kinect for windows 1.Kinect简介 Kinectfor Xbox 360，简称Kinect，是由微软开发，应用于Xbox 360 主机的周边设备。它让玩家不需要手持或踩踏控制器，而是使用语音指令或手势来操作Xbox360 的系统界面。它也能捕捉玩家全身上下的动作，用身体来进行游戏，带给玩家“免控制器的游戏与娱乐体验”。2012年2月1日，微软正式发布面向Windows系统的Kinect版本“Kinect for Windows”。 2.硬件组成 Kinect有三个镜头[1]，如图1-1所示。中间的镜头是RGB 彩色摄影机，用来采集彩色图像。左右两边镜头则分别为红外线发射器和红外线CMOS 摄影机所构成的3D结构光深度感应器，用来采集深度数据（场景中物体到摄像头的距离）。彩色摄像头最大支持1280*960分辨率成像，红外摄像头最大支持640*480成像。Kinect还搭配了追焦技术，底座马达会随着对焦物体移动跟着转动。Kinect也内建阵列式麦克风，由四个麦克风同时收音，比对后消除杂音，并通过其采集声音进行语音识别和声源定位[2][3]。
.实验一三坐标机的应用 1.实验目的 （1）了解三坐标测量机的组成及工作原理。 （2）掌握PC-DMIS 系统的基本功能。 （3）掌握测头的校准。 （4）掌握建立零件坐标系的方法。 （5）掌握基本元素的手动与自动测量。 （6）掌握构造元素的方法。 （7）学会及测量数据的导出。 2.实验设备和工具 （1）三坐标测量机。 （2）环氧树脂齿轮。 3.三坐标机的类型与组成 三坐标测量机是一种高精度测量设备，它在现代高端制造业及逆向工程中有着重要的作用。按活动机主机结构包括：活动桥式、固定桥式、单边高架桥式。 活动桥式固定桥式单边高架桥式 4、测量主机 本次实验所使用的为CROMA活动桥式测量机，主要由测量机主机、控制系统、测座测头系统、计算机和测量软件几部分组成。测量主组成如下图。
5、控制系统 控制系统是测量机的控制中枢，主要功能：控制、驱动测 量机的运动，三轴同步、速度、加速度控制；在有触发信号时 采集数据，对光栅读数进行处理；采集温度数据，进行温度补 偿。 6、测座测头系统 测座测头系统是数据采集的传感器系统，测座分为手动和自动两种，主要功能：测座根据命令旋转到指定角度；测头控制器控制测头工作方式转换；测头传感器在探针接触被测点时发出触发信号。 7、测杆 测头加长杆（50,100,200mm） 测针加长杆 附件
8、安装顺序 （1）Probe Head：PH10T （2）Extentsion：PEL1/2/3/4 (3）Probe：TP20 Body TP20 Module (4)Extension：20mm (5)Tips：4by20mm 计算机（又称上位机）和测量软件是数据处理中心，主要功能：对控制系统进行参数设置；进行测头定义和测头校正，及测针补偿；建立零件坐标系（零件找正）；对测量数据进行计算和统计、处理；编程并将运动位置和触测控制通知控制系统；输出测量报告；传输测量数据到指定网路或计算机。
题目：先进制造技术实验 学院：工学部_____ 学号：__ 姓名：_____ 班级： 13机工__ 指导教师：李庆梅_____ 日期： 2016年5月28日
实验一 三坐标机测量 一、实验目的 通过三坐标测量机的演示性实验，了解三坐标测量机在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 （1）了解三坐标测量机的组成； （2）了解三坐标测量机的测量原理； （3）了解反求工程的概念。 三、实验原理及设备 图1为Discovery Ⅱ D-8 型桥式三坐标测量机外形图，三坐标测量机的三组导轨相互垂直，形成了 X,Y,Z 三个运动轴，各方向的行程分别由高分辨率精密光栅尺测量，从而组成了机器的空间直角坐标系统，原点位于测量机左前上方。测量工件时，探头（测头）相对坐标系运动，用它来探测处于坐标系内的任 何待测工件表面，即可确定该测点的空间坐标值, 经计算机采集 得到测点数据，按程序规定的要求探测若干点后, 计算机即可对采样数据进行处理，从中计算出被测几何要素的尺寸、形状误差和 在坐标系中的位置, 在对若干要素探测后, 计算机可根据不同的测量要求计算出这些几何要素间的位置尺寸和位置误差。 Discovery Ⅱ D-8 型三坐标测量机配有MeasureMax+（Version 6.4）测量软件，该软件功能强大，内容丰富，整个测量操作过程可由计算机控制自动完成，也可以由操纵杆（见图2.）配合计算机完成部分手动操作。
图2 操作杆四、实验步骤 图3 测量操作流程
实验二快速原型制造 一、实验目的 目前快速原形制造技术已成为各国制造科学研究的前沿学科和研究焦点。通过快速成型机演示性实验，了解快速原型制造在先进制造工艺技术中所起的作用。 二、实验要求 （1）了解快速成型机的组成； （2）了解快速成型机的实体成型原理； （3）通过参观实验室现有快速成型零件，了解快速原型制造的应用。 三、实验原理及设备 快速成形制造工艺采用离散/堆积成型原理成型，首先利用高性能的CAD软件设计出零件的三维曲面或实体模型；再根据工艺要求，按照一定的厚度在Z 向(或其它方向)对生成的CAD模型进行切面分层，将三维电子模型变成二维平面信息（离散过程），然后对层面信息进行工艺处理，选择加工参数，系统自动生成刀具移动轨迹和数控加工代码；并对加工过程进行仿真，确认数控代码的正确性；再利用数控装置精确控制激光束或其它工具的运动，在当前工作层(三维)上采用轮廓扫描，加工出适当的截面形状；将各分层加工的每个薄层自动粘接，最后直至整个零件加工完毕。可以看出，快速成形技术是个由三维转换成二维(软件离散化)，再由二维到三维(材料堆积)的工作过程。 快速原形制造技术的主要工艺方法有光敏液相固化法LSA( Stero Lithography Apparatus)，选区片层粘接法LOM(Laminated Object Manufacturing)，选区激光烧结法SLS(Selective Laser Sintering)和熔丝沉积成型FDM(Fused Deposition Modeling)。本实验采用熔丝沉积成型FDM工艺方法进行快速原形制造，该方法使用ABA丝为原料，利用电加热方式将ABA丝熔化，由喷嘴喷到指定的位置固化。一层层地加工出零件，该方法设备简单，零件精度较高，污染小。 图1为结构图，它由喷头、喷咀、导杆、Z轴丝杆、Z工作台、成型材料盒、支撑材料盒、废料桶、显示面板（Prodigy Plus型机的控制面板在材料盒
ECHO.6A 3.2关节臂三坐标测量机操作规程 1 适用范围 关节臂依靠其便携，高精度等优势，广泛用于汽车，模具，检具，航天等相关行业。 2 操作方法 2.1 机器安装 2.1.1 打开包装箱，双手提取测量臂FaroArm,注意不要让各关节受力。 2.1.2 机器安装之前磁力底座跟安装磁力底座的位置都要擦干净，磁力底座固定好后，设备跟磁力底座接口（安装在三角架上）要用专用工具拧紧，注意扭矩适中。利用绑带绑缚测量臂，防止其自由落下而损伤关节，注意每次测量完成都要将测量臂复位绑缚好。 2.1.3 安装探针时一只手握住FaroArm末端的按钮区域；顺时针旋转探针，将探针转入FaroArm，使用12mm扳手拧紧探针转矩扳手拧紧另一端，注意扭矩适中。 2.1.4 设备连接到计算机，通过数据线、电源线、将测量机跟电脑连接，将电池安装到测量臂主机上充电，注意检查是否连接正确，打开电源后电源指示灯亮，打开电脑及测量软件界面，插入加密狗，测量软件界面显示设备连接完好。 2.2 探针校准 2.2.1 打开测量软件，在设备选项上点硬件配置图标打开设备控制面板，选中探针管理。根据需要选择3mm球探针、6mm球探针。 2.2.2 选择“探针校准器”，将其固定。 2.2.3 在测量软件界面选择校准。 2.2.4 进行探针校准。 2.3 测量 2.3.1 除了常规测量之外，对超出测量臂范围的大型工件，可以用三个“蛙跳球”进行位置移动转换测量。 2.3.2 在测量过程中不允许用力压迫探针，测量力道要均匀，测面测点尽量垂直探针，测量圆探针保护在45度的角度，减少误差。 2.3.3 每次测完步骤后测量臂复位及绑缚带绑缚，起到保护关节作用。 3 注意事项 3.1 要注意软件界面对测量臂FaroArm关节转动极限位置的报警提示，尽量减少测量臂在接近极限的状态下测量，延长设备使用寿命
《误差理论与数据处理》实验指导书 姓名 学号 机械工程学院 2016年05月
实验一误差的基本性质与处理 一、实验内容 1．对某一轴径等精度测量8次，得到下表数据，求测量结果。 Matlab程序： l=[24.674,24.675,24.673,24.676,24.671,24.678,24.672,24.674];%已知测量值 x1=mean(l);%用mean函数求算数平均值 disp(['1.算术平均值为：',num2str(x1)]); v=l-x1;%求解残余误差 disp(['2.残余误差为：',num2str(v)]); a=sum(v);%求残差和 ah=abs(a);%用abs函数求解残差和绝对值 bh=ah-(8/2)*0.001;%校核算术平均值及其残余误差,残差和绝对值小于n/2*A,bh<0，故以上计算正确 if bh<0 disp('3.经校核算术平均值及计算正确'); else disp('算术平均值及误差计算有误'); end xt=sum(v(1:4))-sum(v(5:8));%判断系统误差（算得差值较小，故不存在系统误差） if xt<0.1 disp(['4.用残余误差法校核，差值为：',num2str(x1),'较小，故不存在系统误差']); else disp('存在系统误差'); end bz=sqrt((sum(v.^2)/7));%单次测量的标准差 disp(['5.单次测量的标准差',num2str(bz)]);
p=sort(l);%用格罗布斯准则判断粗大误差，先将测量值按大小顺序重新排列 g0=2.03;%查表g(8,0.05)的值 g1=(x1-p(1))/bz; g8=(p(8)-x1)/bz;%将g1与g8与g0值比较，g1和g8都小于g0，故判断暂不存在粗大误差if g1 三坐标讲义 第一节课学前知识 一．三坐标概况 1.三坐标组成 三坐标主要由以下几部分组成：测量机主机，控制系统，计算机（测量软件），测座、测头系统。 2.测量机主机 这是测量机的基本硬件，有多种结构形式： 移动桥式：活动桥式测量机是使用最为广泛的一种机构形式。特点是开敞性比较好，视野开阔，上下零件方便。运动速度快，精度比较高。有小型、中型、大型几种形式。 固定桥式：固定桥式测量机由于桥架固定，刚性好，动台中心驱动、中心光栅阿贝误差小，以上特点使这种结构的测量机精度非常高，是高精度和超高精度的测量机的首选结构。 高架桥式：高架桥式测量机适合于大型和超大型测量机，适合于航空、航天、造船行业的大型零件或大型模具的测量。一般都采用双光栅、双驱动等技术，提高精度。 水平臂式：水平臂式测量机开敞性好，测量范围大，可以由两台机器共同组成双臂测量机，尤其适合汽车工业钣金件的测量。 关节臂式：关节臂式测量机具有非常好的灵活性，适合携带到现场进行测量，对环境条件要求比较低。 各种结构三坐标“图” 以活动桥式测量机为例，介绍三坐标主要组成及功能： 工作台（一般采用花岗石），用于摆放零件支撑桥架；工作台放置零件时，一般要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支撑。要求零件固定要可靠，不使零件受外力变形或其位置发生变化。大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上固定后测量。 桥架，支撑 Z 滑架，形成互相垂直的三轴；桥架是测量机的重要组成部分，由主、附腿和横梁、滑架等组成。桥架的驱动部分和光栅基本都在主腿一侧，附腿主要起辅助支撑的作用。由于这个原因，一般桥式测量机的横梁长度不超过 2.5 米，超过这个长度就要使用双光栅等措施对附腿滞后的误差进行补偿，或采用其他机构形式。 滑架，使横梁与有平衡装置的 Z 轴连接；滑架连接横梁和 Z 轴，其上有两轴的全部气浮块和光栅的读数头、分气座。气浮块和读数头的调整比较复杂，直接影 1111 三坐标测量机实验报告 实验名称：零件测绘 院系：111 姓名：111 学号：111 指导教师：1111 组员：111 一、实验目的 通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。 二、实验要求 对一件无理论数据的被测工件，制定检测计划，完成测量，绘制零件图。、 三、实验设备 DEA MISTRAL070705型三坐标测量机、标准球、被测工件、计算机。 四、分析过程 1.被测零件如图1所示，实验中需要测量俯视视角中所有能观测到的特征的尺寸，并根据需要对重要特征进行评价。试验中在确定基准面之后，以从内到外的次序依次测量俯视视角中所有的圆柱特征的圆心坐标和直径数据，以从前到后、从左到右的顺序依次测量各平面特征到基准面的距离尺寸。 图1.被测实物 2.本次试验设计测量基准面如图2所示，以前向平面作为X正向基准面，以左侧平面作为Y负向基准面，以上平面作为Z正向基准面。以三个基准面的交点为三维坐标原点。 图2.基准面设计 3.如图3所示将被测工件摆放在固定底板上，使用卡具卡住两个不需测量的特征，并使卡具尽量远离需要测量的特征，避免干扰测量。调整工件，使拟定的X、Y向基准面尽量与测 量机水平二维运动方向平行，方便测量。 图3 零件的摆放 五、测量过程 1.新建测量程序： 双击桌面快捷键，选择“未连接侧头”，确定测量机回家（归零）运行路径无障碍后，按下操作盒上的“START”按钮，测量机测头完成初始化。 点击“取消”按钮，新建零件程序，选择“文件—新建”，设定文件名为“102502”，接口框选择“机器1”，选定测量单位为“毫米”，点击确定。 2.测量机测头的定义和校验： （1）测头的定义：点击“插入——硬件定义——测头”，测头文件填“102502”，“测头说明”中，根据实际三坐标测量机上所安装的测头、测座和测针型号，测座选取“PROBEPH10M”，转接器选择为“CONVERT30MM_TO_M8THRD”,传感器选择为“PROBETP2”，测针选择为 “TIP5BY20MM”。 （2）测头校验的设置：点击“测量”按钮，进入校验测尖界面，“测点数”设置为9点，其他参数默认，控制方式选“自动”模式，操作类型选择“校验测尖”，校验模式中，“层数”、“起始角”、“终止角”分别填入3、0、90。点击“添加工具”按钮，“工具类型”选“球体”，直径为15.875mm，点击“确定”按钮。 （3）开始校验：将标准球摆放到测量机上，手动操纵控制盒控制测头触碰标准球最高点处，然后测量机将会开始自动开始校验。 3.手动测量基准元素： 按顺序手动测量如图2所设定的X正、Y负、Z正三个基准面，每个面至少测量四个点，每完成一次测量按一下控制盒上的“START”按钮，系统自动生成一个平面，Z正、Y负、X正这三个基准面分别被定义为面1、面2、面3。 4.建立工件坐标系 以面1外法线方向为Z轴，面3外法线方向为X轴，Y轴也确定了，以三个基准面的交点为原点。 具体步骤：点击“插入——坐标系——新建”，点击平面1，“找正”按钮旁的选Z正，按“找正”按钮，建立Z轴；然后只选中平面3，“旋转到”选择X正，点击“旋转”按钮，建立X轴；同时选中平面1、2、3，勾选x、y、z，点击“原点”按钮，建立三维坐标的原点。 5.手动测量特征元素 本次实验需要完成俯视视角所有可见特征尺寸参数的测量，除三个基准面之外，可见特征中还包括了33个平面、17个圆柱面，按照每个平面测4个点，每个圆柱面测8个点的方法完 第一篇三坐标自我总结 《2017三坐标实习小结》 三坐标实习小结 一、实验目的 1、认识三坐标构造功能及原理作用。 2、操作各种器件的测量。 3、通过观察三坐标测量机的检测过程和分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。 二、实验原理及设备 1、实验原理 将被测零件放入它允许的测量空间，精密地测出被零件表面的点在空间三个 坐标位置的数值，将这些点的坐标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，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其它几何量数据。 2、实验设备 （1）西安爱德华三坐标测量仪及其辅助设备。 （2）设备简介机械整体结构采用刚性结构好、质量轻的全封闭框架移动桥式结构。其结构简单、紧凑、承载能力大、运动性能好。固定优质花岗岩工作台，具有承载能力强、装卸空间宽阔、便捷的功能。定位精度高，稳定性能好。三轴采用优质花岗岩，热膨胀系数小，三轴具有相同的温度特性，因而具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力，刚性好、动态几何误差变形小。三轴均采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的静压气浮式导轨，轴承跨距大，抗角摆能力强、阻力小、无磨损、运动更平稳。横梁采用精密斜梁设计技术，已获专利重量轻、重心低、刚性强、动态误差小，确保了机器的稳定。 三、实验操作步骤 1、首先观察工作室内温，湿仪器的显示数据，如不在规定范围内则。应打开或关闭有关辅助设施，空调、除湿机等。将温度、湿度调整至CMM正常工作规定的温、做到恒湿、恒温。以保持最佳测量工作环境。 2、在干燥机正常工作状态下，打开总进气阀。给储气罐充气，并打开气管的排气阀约1分钟左右，让气流将罐内的油、水、杂质冲出。检查气压表，核准压缩空气的压力。 4、接通测量机稳压电源，检查电源输出电压，正常时打开工作电脑。开启控制柜钥匙，按下电源电极按钮。 5、测量机电脑测量软件使其自动回零校准。打开(或新建)项目。开启测量工作。 6、电脑在运行测量软件时，严禁运行其他无关程序文件以及打印文件，否则会造成内存冲突，引起三坐标位置错误。 7、关机时，先关计算机，再关闭控制柜钥匙，切断整个系统电源及对测量机的气源供应。 四、总结 通过这次三坐标实验的学习，进一步了解并初步掌握了有一种检测零件标准的方法。对软件的应用也有了初步的认识，但对于熟练掌握还有待加强。任何事都要有耐心及细心，三坐标检测中，坐标系的建立，对零件的初步观察，测座、 三坐标测量机操作规程 一、启动前的准备 1.确保实验室温度在20±2℃，湿度在25%--75%RH； 2.确保电路、气路连接正常，机器导轨无障碍物； 3.用酒精擦拭导轨，由向外依次擦拭（严禁用酒精擦洗光栅）； 4.检查电压、地线等是否正常，对前置过滤器、冷干机等进行放水 检查，查看三坐标测量机上的三联过滤器是否干净； 5.打开UPS，再依次打开气源开关（总气阀开关—冷干机开关—三坐 标气源开关），保证气压在0.4MPa—0.6MPa（一般为0.48MPa），调节气压时，将压力表下的黑色旋钮拉下，左右旋转即可调节气压，调好气压后，将黑色旋钮按回原位。 二、测量机系统启动 1.启动计算机，打开测头控制器开关（黑色）； 2.打开控制柜电源开关，系统进入自检状态（操纵盒指示全亮），若 系统稳定，则控制柜里的数字为“7”不变，若系统不稳定，则控制柜里的数字在乱变，那就需要重新启动一次系统（重新关开控制柜电源开关即可，时间间隔需20秒以上）； 3.自检完后，点击PC-DMIS软件图标，启动软件系统； 4.冷启动时，软件窗口会提示进行及其回零操作。此时将操纵盒的 “加电”键(SERYO PWR ON)按下，再按下“自动”键（AUTO），再在软件窗口中点击确定，机器将自动回到零位； 5.待机器回到零位后（零位是系统默认的坐标原点）， PC-DMIS进入 正常工作界面。 三、测量机系统关闭 1.关闭系统时，先将测头移到安全高度； 2.退出PC-DMIS系统，关闭控制柜电源和测座控制器电源； 3.反顺序关闭气源开关（三坐标气源开关—冷干机开关—总气阀开 关），并对过滤器进行放水处理； 4.关闭计算机、UPS等电源。 四、软件界面 在软件窗口中点击“文件—打开/新建”（快捷键：打开CTRL+O,新建：CTRL+N），“新建”文件时需要在“新建零件程序”窗口中的“零件名”处输入名称（名称不能用中文）其余项不管；“打开”文件则只要找到所需文件的路径并双击，PC-DMIS进入正常工作界面。 视图窗口：点击“视图——图形显示窗口/编辑窗口/报告窗口”，按快捷键CTRL+TAB可用来切换“图形显示窗口”和“报告窗口”。“编三坐标测量仪培训手册
三坐标测量机实验报告
三坐标自我总结
三坐标测量机操作规程完整
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