关节臂三坐标在装载机结构件测量中的应用-论文

关节臂式三坐标测量机在特殊尺寸测量中的应用张礼才【摘要】针对机械产品中特殊尺寸的产品测量难以精确测量的技术问题,介绍了关节臂式三坐标测量机的结构原理,比较了三坐标测量与常规测量的区别.以超量程尺寸、异面直线的距离尺寸、跨过障碍物的尺寸等特殊尺寸为例,应用关节臂式坐标测量机对其进行了精确测量,体现了关节臂式坐标测量机测量精度高、适用范围广、效率高的优点,可解决特殊尺寸测量的问题.【期刊名称】《煤矿机电》【年(卷),期】2018(000)004【总页数】4页(P51-53,56)【关键词】关节臂;三坐标测量;常规测量;特殊尺寸【作者】张礼才【作者单位】中国煤炭科工集团太原研究院有限公司,山西太原030006【正文语种】中文【中图分类】TH8210 引言机械产品的精度和使用性能在很大程度上取决于机械零件的精度及零件之间结合的正确性，其机械零件的精度是零件的主要指标之一，而检测技术是保证机械零、部件精度的重要手段。

然而，在生产实践中，存在某些特殊尺寸，比如超出卡尺量程的大尺寸、空间异面直线的距离、有障碍物阻隔的尺寸，采用常规的测量方法难以精确测量。

为此，本文应用关节臂式坐标测量机对这些特殊尺寸进行了精确测量，既提高了测量效率，又体现了关节臂式坐标测量机的优势。

1 关节臂式测量机结构组成与常规测量相比，三坐标测量机能同时测量工件的几何尺寸和形状、位置公差，毋须用辅助装置模拟基准，数据处理迅速、简便，测量精度和测量效率高[1]。

关节臂式三坐标测量机又称便携式坐标测量机，与龙门式三坐标测量机相比，它便于携带、组装，避免了工件运输和装卡，故得到了广泛应用。

关节臂式坐标测量机结构主要由关节臂、控制电路、上位机软件及附件组成,其中关节臂由3根刚体臂、3个活动关节和1个测头组成，可实现量程范围内空间任意位置的测量功能[2]。

2 特殊尺寸测量2.1 蛙跳技术原理所谓特殊尺寸是指超出常规的测量范围，采用常规测量手段难以精确测量的尺寸。

三坐标测量技术在现代机械制造工业的应用摘要：由于国民经济的迅速发展，我国的机器设备和制造业逐步扩展了其在工业领域的使用。

要满足人民生活水平的提高，必须重视提高机器的品质和技术的水平。

将三轴测量技术用于机械部件的测试，能显著提高测试精度。

本文首先简要地阐述了三轴测定器在机床部件的测试中的应用，并就其在机械部件的测试中的应用进行了简要的论述，以期能为今后更好地利用三轴测试技术进行机械部件的测试工作奠定基础。

关键词：三坐标测量仪；机械零件；检测；应用前言三轴测量机是一种新的空间几何测量技术，它是将数字化技术与工业测量结合起来的一种新型的技术。

三轴测量机在工业上的运用，不仅能改进传统手工难以完成的测控工作，而且能显著地提高测控准确率。

三轴测量机是一种新型的精密仪器，它可以精确地测量出工件的尺寸，也可以对大量的工件进行反复的检查。

1.三坐标测量仪在机械零件检测中的应用特点三坐标测试仪的实质是一种高精度的测量仪，它以 X/Y/Z轴为基本参考系统，所以它的三条不同的运动轨道，即沿一条不同的轴线移动[2]。

三坐标测量仪器不但包括三个主轴的主要机构构成，而且还包括电子控制硬件设备、测头设备和数据处理软件。

三轴测量仪器是指精密的机器零件，利用电脑进行三坐标测量。

三轴测量机在工况下的工作状况比较复杂，应该在实际的测试和检查中，将被测对象的规格设定在特定的测量区域内，同时要充分地综合目标的测量，从而精确地计算出尺寸数据值和定位容限数据值。

2.三坐标测量仪在机械零件检测中的具体应用2.1 注重三坐标测量仪的选择在进行机器部件检验时，首先要注意三轴测量仪器的选用，以保证所选用的仪器的规格是正确的。

通常，三轴测量仪的测距应在650mmX650mmx160mm的范围内，并对测试仪的精确度进行适当地调整，保证测出的偏差小于0.0005毫米，从而提高机器设备的工作精度[3]。

在对有关的机器部件进行检验的过程中，必须保证其标准化和合理性，在对有关的测试资料进行计算时，必须保证 CAD等计算机软件的正确应用，对其进行精确的分析，并且所提供的资料必须符合规定。

三坐标测量机测量回转体零件分析【摘要】三坐标测量机是“一种具有可在三个相互垂直的导轨上移动的探测器，此探测器以接触或非接触等方式传递讯号，三个轴的位移测量系统（如光栅尺）经数据处理器或计算机等计算出工件的点的三维坐标（x，y，z）及各项功能测量的仪器”。

三坐标测量机也称为三坐标测量仪，它综合利用精密机械、微电子、光栅和激光干涉仪等先进技术，目前广泛应用于机械制造、电子工业、航空和国防工业各部门，特别适用于测量箱体类零件和孔距、面距以及模具、精密铸件、电子线路板、汽车外壳、发动机零件、凸轮和飞机型体等带有空间曲面的零件。

【关键词】：三坐标测量机；测量系统；精密机械引言 (1)一、三坐标测量机测量原理、测量系统及测头介绍 (2)（一）三坐标测量机测量原理 (2)（二）测量系统介绍 (2)（三）测头介绍 (2)二、三坐标测量机的应用 (2)（一）主要技术指标 (2)（二）三坐标测量机的功能 (2)三、机型的介绍与示例零件相关内容叙述 (3)（一）软件与硬件介绍 (3)（二）零件的选取 (5)（三）准备工作 (5)（四）零件的装夹 (6)四、测量内容的分析 (6)（一）尺寸的测量 (6)（二）齿形齿向的测量 (7)五、程序的编写 (7)（一）编写程序注意事项 (7)（二）坐标系的建立 (9)（三）元素列表的编写 (10)（四）评价列表的编写 (12)（五）细节修改 (13)（六）程序运行 (13)六、报告的输出与分析................................... 错误！未定义书签。

（一）报告的输出 (13)（二）齿形、齿向分析 (15)总结 (17)参考文献 (18)谢辞 (19)三坐标测量机按测量精度和功能的不同，通常可分为计量型、生产型和专用型三大类。

专用型三坐标测量机在特定场合使用；计量型三坐标测量机的测量精度较高，测量功能较多，运动速度较低，价格较高，对环境条件的要求较严格；而生产型三坐标测量机的测量精度较低，测量功能较少，运动速度较高，价格较低，对环境条件的要求不高。

三坐标测量技术摘要：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。

从三坐标测量机的概述、发展趋势、应用、测量时的问题做了大概的介绍。

关键词：三坐标；概述；趋势；应用；问题三坐标测量机是近40年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。

它广泛地应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业领域中。

它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测。

如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、形体等空间型面的测量。

此外，还可以用于划线、定中心孔、光刻集成电路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。

由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。

三坐标测量机在模具行业中的应用相当广泛，它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。

当今主要使用的三坐标测量机有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机和便携式测量机。

测量方式大致可分为接触式与非接触式两种，目前M e t r i s L K的测量机在两项技术上位居世界前列。

一、三坐标测量机概述1.什么是三坐标测量机：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。

2.三坐标测量机测量原理：坐标测量机是通过测头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的测量系统，通过将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，利用接触或非接触探测系统获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，由软件进行数学运算，求出待测的几何尺寸和形状、位置及其他几何量数据。

因此，坐标测量机具备高精度、高效率和万能性的特点，是完成各种零部件几何量测量与品质控制的理想解决方案。

悬臂式三坐标测量机的运动机构设计摘要本课题是设计悬臂式三坐标测量机的机械运动结构。

本论文首先在开始简述了三坐标测量机的作用、原理以及未来的发展趋势。

然后通过对比典型的三坐标测量机的结构方案，选择了悬臂式的结构方案。

选择了光栅式测量系统作为三坐标测量机的测量系统，新型的高硬度合金铝作为整体结构材料。

然后是X,Y,Z轴三大主体部件，选择了滚珠丝杠传动作为传动方式，具体了计算与校核了三个轴的受力，还对轴承，电机，导轨等关键的传动部件进行了选型，最终整体确定了三个轴上的传动结构的设计。

在最后进行了对三坐标测量机测头的方案对比分析，确定了使用压电式的测头作为三坐标测量机的测量头。

本论文从以上步骤大体上完成了对于悬臂式三坐标测量机的运动机构的设计。

关键词：三坐标测量；运动机构；悬臂式；滚珠丝杠。

AbstractThis topic is the design of cantilever coordinate measuring machine mechanical movement mechanism. This paper begins with a brief introduction to the role, principles and future trends of CMM. Then, by comparing the structure scheme of the typical coordinate measuring machine, the cantilever structure scheme is selected. The grating measurement system was selected as the coordinate measuring machine of the coordinate measuring machine, and the new high hardness alloy aluminum was used as the whole structure material. And then the X, Y, Z axis of the three main components, select the ball screw drive as a transmission, the specific calculation and check the three shaft force, but also on the bearings, motors, rails and other key transmission parts The final selection of the three shafts on the transmission structure of the design. At last, a comparative analysis of the coordinate measuring machine was carried out. It was determined that the piezoelectric probe was used as the measuring head of the coordinate measuring machine. In this paper, the design of the motion mechanism of the cantilever coordinate measuring machine is completed in general from the above steps.Key words:three coordinate measuring machine；Sports institutions；Cantilevered；Ball screw.目录1. 绪论 (1)1.1 课题背景 (1)1.2 三坐标测量机的未来发展趋势 (1)2. 总体方案设计 (1)2.1 三坐标测量机方案设计 (1)2.1.1 三坐标测量机的原理 (1)2.1.2 三坐标测量机结构形式 (2)2.1.3 悬臂结构确定 (3)2.2 精度确定 (5)2.3 标尺系统 (5)2.4 主要参数设定 (6)3 工作台材料选择 (6)4 Y轴各部件的选择、计算与校核 (8)4.1 驱动机构 (8)4.1.1 三种丝杠传动 (10)4.2 滚动螺旋传动计算 (11)4.2.1 Y轴滚珠丝杠计算 (12)4.3 滚动轴承的选择与计算 (19)4.3.1 滚动轴承的选择 (19)4.3.2 滚动轴承的计算 (21)4.4 联轴器的选择 (21)4.5 驱动电机的选择 (23)4.5.1 驱动电机类型选择 (23)4.5.2 驱动电机的计算与校核 (24)4.6 Y轴导轨的选择 (26)4.6.1 Y轴导轨的类型选择 (26)4.6.2 Y轴导轨的材料选择 (29)5 Z轴各部件的选择、计算与校核 (29)5.1 驱动机构 (29)5.2 滚动螺旋传动计算 (29)5.3 滚动轴承的选择与计算 (32)5.3.1 滚动轴承的选择 (32)5.3.2 滚动轴承的计算 (33)5.4 联轴器的选择 (34)5.5 驱动电机的选择 (35)5.5.1 驱动电机类型选择 (35)5.5.2 驱动电机的计算与校核 (35)5.6 Z轴导轨的选择 (36)5.6.1 Z轴导轨的类型选择 (36)5.6.2 Y轴导轨的材料选择 (37)6 X轴各部件的选择、计算与校核 (37)6.1 驱动机构 (37)6.2 滚动螺旋传动计算 (37)6.3 滚动轴承的选择与计算 (40)6.3.1 滚动轴承的选择 (40)6.3.2 滚动轴承的计算 (41)6.4 联轴器的选择 (41)6.5 驱动电机的选择 (42)6.5.1 驱动电机类型选择 (42)6.5.2 驱动电机的计算与校核 (42)6.6 Z轴导轨的选择 (44)6.6.1 Z轴导轨的类型选择 (44)6.6.2 Y轴导轨的材料选择 (44)7 测量头的选择 (44)8 结论 (50)谢辞 (51)参考文献 (52)附录 (53)1.绪论1.1 课题背景随着汽车、航空等制造业的快速发展，复杂零件的生产加工制造需要高、精尖的测量仪器，三坐标测量机应运而生。

工件坐标系在三坐标测量机检测中的应用摘要：以汽车某结构件为例,介绍了三坐标测量机的工作原理、相关类型零件的测量方法、尺寸评价方法,结合零件的加工工艺特性,研究基于三坐标测量机对汽车某结构件测量数据的准确性。

根据大量的实地考察，通过分析收集到的建筑数据，结合BIM技术以及电子编程技术，深入研究工件坐标系在三坐标测量机检测中的应用。

关键字：坐标系；测量机；检测应用1、前言由于有些复杂形状的汽车零部件,需要自动机床、数控机床高效率地加工,更需要以准确性高的可靠测量数据为依据,不断地完善零件加工质量,提高零件的加工质量与品质;而准确性高的测量数据还要依托于合理的测量方案与现代数字化高效率、高精度、高稳定性的三坐标测量机。

三坐标测量机在测量零件过程中,测量点的空间坐标位置是通过测量系统把球形测针与被测轮廓面接触时的球心坐标值按照触测方向加上或减去球形测针的半径计算出来的;要想精准地获取接触点的空间坐标数值,首先就要通过标准球对球形测针进行校。

准获得真实有效直径,然后按照正确的被测轮廓点矢量方向进行测量,才能通过测量系统准确地计算实际测量点的空间坐标位置数值。

2、三坐标测量机在生产线中的作用以及与数控机床的搭配根据三坐标测量机的工作原理，笔者结合自身工作经历，对三坐标测量机在生产线中的作用以及与数控机床的搭配问题作以下简单研究。

2.1三坐标测量机在生产线中的作用在生产线中，自动检测系统由机内刀具检测系统、在机工件监测系统和线内测量机组成。

检测数据汇入智能化控制系统，与质量管理系统实现数据互通。

线内测量机选用的就是三坐标测量机,能够实现在生产过程自动对多种零件、多个工序的批量线内测量,保证工件的一致性和重复性。

测量机应能在室温下工作，并保证测量精度。

通过网络连接,根据测量数据，自动计算刀具补偿量,并将刀具补偿量自动更新到数控机床NC系统对应刀具的刀补中,必要时进行二次加工以保证零件加工质量[1]。

2.2生产线在线检测遇到的问题生产线中数控机床和电火花机床、三坐标测量机不是同一个品牌的设备,零件在3种设备，上装夹的空间位置也不相同，如果把三坐标测量机测量出的坐标值直接导人到数控机床和电火花机床系统中,X、Y、Z三个坐标值与在机床上的位置不一致，发现2个问题:1)控制系统接收到的坐标数据与数控机床不一致，导致刀具补偿计算错误;2)控制系统接收到的坐标数据与电火花机床不一致,导致刀具补偿计算错误。

三坐标测量仪在机械零件检测中的应用发布时间：2022-09-02T01:58:43.454Z 来源：《建筑创作》2022年第2期第1月作者：柏冬燕[导读] 得益于国家经济的快速发展，我国机械生产以及制造逐渐扩大先进自动化技术的应用范围柏冬燕南京康尼机电股份有限公司 210000摘要：得益于国家经济的快速发展，我国机械生产以及制造逐渐扩大先进自动化技术的应用范围。

为了适应人们生活水平全面提升的社会背景，应当注重机械产品质量以及标准的进一步提升。

三坐标测量仪在机械零件检测中的应用，可以明显提升检测结果的准确性。

本文以三坐标测量仪在机械零件检测中的应用作为研究对象，先简单介绍了三坐标测量仪在机械零件检测中的应用特点，最后探讨了三坐标测量仪在机械零件检测中的具体应用，期望可以为机械零件检测更好的应用三坐标测量仪提供理论参考。

关键词：三坐标测量仪；机械零件；检测；应用前言三坐标测量仪在现代化工业检测中得到广泛应用，其主要是将数字技术融入到工业检测以及测量工作当中，属于一种先进的空间几何运算测量技术[1]。

将三坐标测量仪应用到工业生产当中，可以对以往无法进行常规手动实现的测量工作进行改善，并且还有助于测量精度的明显提高。

三坐标测量仪属于一种现代化的高科以及测量产品，能够对零件的误差大小进行精准测量，还可以进行大批量零件的重复检测。

1.三坐标测量仪在机械零件检测中的应用特点三坐标测量仪的本质属于一种具有较高检测精度的测量仪器，三坐标主要是因为其集合了X/Y/Z 轴作为主要的坐标系，因此这一仪器具有三个不同的运动轨迹，也就是说沿着不同的轴进行运动[2]。

三坐标测量仪不仅具有三个轴的主机机械系统组成成分，还包含了电气控制硬件设备、测头设备以及数据处理软件，这一点在前文已经进行详细介绍。

三坐标测量仪设备主要是用于机械零部件的精准检测，在计算机系统的支撑作用下进行三坐标点方面的数据处理。

三坐标测量仪在实际测量工作中具有较为复杂的运行状态，应当在实际测量和检验过程，将测量物体规范的设置于一定的测量空间之中，并且还应当对物体测量点进行充分考虑和结合，进而对几何形状数据值、尺寸数据值以及位置公差数据值等进行准确计算。

《三坐标测量技术三坐标测量技术论文》摘要：三坐标测量技术广泛应用机械制造、电子、汽车和航空工业，精密测量技术，随着三坐标测量仪精不断提高动化程序不断发展促进了三维测量技术进步地提高了测量效率三坐标测量技术广泛应用机械制造、电子、汽车和航空工业下面是编精心推荐三坐标测量技术论希望能够对有所助三坐标测量技术论基三坐标测量仪精密测量技术研究摘要三坐标测量仪出现身就是测量行业革命它不但提高了测量精而且也智能化上有很进步对测量行业发展有着很深影响进步提高我国齿轮行业产品质量提高行业竞争力对三坐标测量仪精密测量技术进行研究探讨与其他仪器精确方面优缺及发展趋势从而保证我国齿轮产品质量关键词三坐标测量仪测量行业精密测量技术图分类7 献标识码编67379(03)06(b)00730三坐标测量仪(r r)是0世纪60年代期发展起种高效率、新型、精密测量设备它广泛应用机械制造、电子、汽车和航空工业三坐标测量仪可以进行零部件尺寸、形状和相位置检测可以用划线、定心孔尤其对连续曲面进行扫描得到曲面数据及表达获取表面数据采集是产品逆向工程实现基础和关键技术三坐标测量仪对测量行业进步作用整测量以及机械行业快速进步不断地向三坐标测量仪提出了更高、更新、更多要如要速更快、灵敏更高、稳定性更、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥测遥控更远距、使用更方便、成更低廉、无污染等也三坐标测量仪科技与产业发展提供了强推动力并成了仪器仪表进步发展物质、知识和技术基础了复杂形状表面轮廓尺寸测量实现了对基几何元素高效率、高精测量与评定了复杂形状表面轮廓尺寸测量例如箱体零件孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等外廓尺寸检测提高了测量精提高了三维测量测量精目前高精坐标测量机单轴精每米长可达以三维空精可达～对车检测用三坐标测量仪每米测量精单轴也达3～由三坐标测量仪可与数控机床和加工心配套组成生产加工线或柔性制造系统从而促进了动生产线发展3 提高了测量效率随着三坐标测量仪精不断提高动化程序不断发展促进了三维测量技术进步地提高了测量效率尤其是电子计算机引入不但便数据处理而且可以完成控制功能可缩短测量达95%以上降低用户测量成随着激光扫描技术不断成熟满足了高精测量(质量检测)和激光扫描(逆向工程)多功能复合型三坐标测量仪发展更地满足了用户降低用户测量成提高工作效率坐标测量仪与其他仪器比较影像测量仪作初精密测量仪器影像测量仪是见证了整行业开始它提供了发展产业平台基础然而由影像测量仪测量技术略显粗糙因二次元影像仪成行业发展代产物它是精密测量技术和功能方面产业发展提供技术支持但是即便如二次元影像测量仪还没有完全满足客户检测它不能提供方案立体检这种情况下开发和生产出三坐标测量仪当然程制造商渡阶段5元3出现提供了助这是从开始到目前整发展阶段精密测量仪器三坐标测量仪三坐标测量仪采用花岗石仪座提高了基准平面精缩了仪器身精误差活动表座可仪座任何位置进行测量仪座不生锈使用保管方便三坐标测量仪测量精是非常高三坐标测量仪器和其他测量仪器相比这占据很优势例如制造精密量具总体上是用游标卡尺水平测量工具测量精可达+0级但是般水平三坐标测量仪测量精就可以高达+005通上述分析我们从二次元和三坐标功能应用上可以看出相较二次元影像测量仪三坐标测量仪可说是更加功能全面因它除了测量工件长宽参数还可以检测工件高这是影像测量仪所无法达到3 三坐标测量仪测量技术发展趋势3 品种更加灵活多样我国人们已越越认识到测量检测和适当测量装置重要性不仅可以助用户轻松地提高产品质量也将提高生产效率因获得制造先进测量设备可以用户提供先进测量方案而得到高投回报率国模具发展将是更规模、高精确要也会越越多多功能复合模具已成热提高塑模具模具比例及适应高压气体辅助射成型程模具也将随发展物种多样性变化将更加迅速这就要除了精确测量精高测量设备也更灵活更要轻松测量环境随随地方便改造这样才能跟上发展步伐3 逐渐向新应用领域开发以市场导向以客户导向这趋势使得三坐标测量设备技术现已广泛使用工业应用领域型机器及零部件精确测量测量围精高而且非常耐用非常适合工厂环境世界围获得了广泛认可和肯定作行业首选三坐标测量仪器技术将继续开发新应用领域测量结论综上所述随着生产规模日益扩加工精不断提高除了要高精三坐标测量仪计量室检测外了便直接检测工件测量往往要加工车进行或将测量机直接串连到生产线上检验零件数量加科学化管理程加强因而要各种精坐标测量机以满足生产要随着市场不断发展壮三次元产品技术也不断提高三坐标测量技术也不断进步参考献[] 刘贵云批量定制生产产品族设计技术综述[]机械设计0(8)[] 龚先新批量定制技术及其应用[]北京机械工业出版003[3] 丁俊健谈士力宋晓峰等基B神络产品配置设计方法[]工程设计学报00(3)9903[] 刘有面向批量定制重用配置方法[]电子学报0383388[5] 孟静变型零件程序主模板设计[]国机械工程07(8)87875击下页还有更多三坐标测量技术论。