对三坐标测量机数据修正方法

三坐标测量实验 三坐标测量实验报告

三坐标测量实验报告

实验一 快速综合检验 一、实验要求：

1．根据教具给定测量需求确定测量方案 2．对各几何要素尺寸,误差进行检测

3．给出AUTOCAD三维视图（包括尺寸及形位误差标注）

二、实验方案 零件的具体结构确定：

① 确定各几何元素所须输出的参数项目 测量课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（如下页pro/e模型图所标注的面）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。

三、实验步骤

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 WTUTOR

测量程序，屏幕出现SOI页面。依次单击“电源”、“初始化”键，

机器完成通讯和坐标初始化。 2．测量预备操作

① 测头标定。在工作台上安装固定的基准球，标定测头。 ② 取下标准球，将测量课件水平摆放在工作台上，根据测量方

案选取的三个相互垂直的面建立空间直角坐标系。

3．测量操作 根据标定的几何元素进行直接测量、构造、元素间关系的计算、

位置误差的检测、几何形状扫描等方法测出所需参数。保存好测量的数据，测得数据见下页数据处理与CAD图形构建。

4．几何元素的计算

打开“程序区”，调入参考坐标系及测量数据，选择“关系”，计

算构建三维数据模型所需要的几何元素间的位置关系，并计算形位误差。

5．关机

完成以上各步骤后，整个测量过程也就结束了。三坐标测量机的

基于三坐标测量机的平面测量方法

1. 三坐标测量简介

三坐标测量机是一种通用性强、自动化程度高的高精度测量系统。对一般的测量软件而言，三坐标测量机的测量过程可分为以下几个步骤（假设测头校验与坐标系的建立已经完成）：

（1）采集特征点的坐标位置。即通过测头直接测被测对象、读取并记录坐标值。

（2）按照“最小条件”对前面测得的特征点进行计算与构建。如果是形状误差，可直接计算出误差值。

（3）如果是位置误差则按照“最小条件”将特征点构建出误差评价所需的点、线、面等基本要素，并用数学的方法计算出各要素间的实际误差，对照图样判断其是否合格。

在这一过程中，第一步特征点的采集是后续工作的基础，如果有误，构建出的特征要素就不能真实的反映出零件的实际情况，误差计算与评价的结果也就不可信了。因此，特征点的位置、特征点的数量和采集方式对三坐标测量结果有着非常重要的影响。本文就是针对此类问题，对三坐标测量的取点进行了一定程度的试验与讨论，并得出了有益的结论。

2. 平面度测量与评价方法

平面度测量是几何量评价的基本内容，是14类误差测量（直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、面轮廓度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、位置度、圆跳动、全跳动）中最基本也是最具有代表性的。按照“最小条件”的要求，平面度误差可以由最小包容区域法、对角线法和三点法来评定。以最小包容区域法为例，只要满足了下列条件中的一条即可确定平面度误差的大小：

（1）三角形法则 图1a为三角形法则。图中点A 为凹形实际表面的最高点，a 、b 、c

为三个最低点，A 点的投影落在由a 、b 、c 三点构成的三角形内。在满足这一条件的基础上，a 、b 、c 点确定平面1，过A点做平面2平行于平面1，则平面1与平面2之间就构成了最小区域，两平面间的距离即为平面度误差。

（2）交叉法则 图1b为交叉法则。图中点A 、点B 为鞍形实际面的最高点，点a 、点b 为最低点，过直线AB 和过直线ab 决定了一对平行平面，且两直线成交叉状态，则两平行平面就构成了最小区域，两平面间的距离即为平面度误差。

Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ　Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　Ｎｏ．１，２０１５　

三坐标测量机坐标系的常用建立方法　

李庆　

（１．合肥工业大学，安徽合肥２３０００９；２．安徽机电职业技术学院，安徽芜湖２４１０００）　

摘要：三坐标测量机随着我国制造业的发展而迅速普及。本文以ＰＣ—ＤＭＩＳ软件为例，介绍了三坐标测量机建立坐标　

系的常用设置方法。本文重点介绍了３—２—１法建立坐标系的过程，这种方法对坐标测量机工程应用，具有重要的现实意　义和借鉴价值。　

关键词：坐标测量坐标系ＰＣ—ＤＭＩＳ　

中图分类号：ＴＰ３９１　

１　三坐标测量机的应用情况　文献标识码：Ｂ　文章编号：１　６７２—５４５Ｘ（２０１　５）０１—０２４６—０２　

坐标测量机（简称ＣＭＭ，Ｃｏｏｒｄｉｎａｔｅ　Ｍｅａｓｕｒｉｎｇ　

Ｍａｃｈｉｎｉｎｇ），特点是精度高（测量结果可达　ｍ级）、　

效率高（较传统测量手段效率要提高数十、数百倍）、　

高柔性（是多种长度计量仪器的数字化测量的替代　

工具）。坐标测量机多用于零件测绘，工装夹具测量，　

自由曲面检测，产品研制过程中的测量，数控机床和　

柔性自动生产线在线测量等先进制造行业的自动化　

测量；通过测量机的测头感受到的部位，这种测量机　

的“感受”也分为接触法与非接触法，就可以借助于　

计算机软件完成数据处理，测得相应的几何尺寸、相　

互位置关系等数据结果。这种三维坐标的测量方式　

方法具有极大的实用性和适应性，可以进行相关数　

据处理与测量过程自动控制。因此三坐标测量机既　

在精密检测和产品质量控制方面有出色表现，也在　

产品设计、生产过程控制和模具制造与检测方面有　

着突出贡献。测量机目前已经在汽车工业、航空航天　

机床工具、船舶工业、国防军工、电子和模具等制造　

业领域得到广泛应用。从表１中可看出，相对于传统　

测量技术，坐标测量技术对测量和后续工作的便利　

性方面有更好的表现。　

表１　现代坐标测量技术与传统测量技术的比较　传统测量技术　坐标测量技术　对工件要进行人工的精确及时的调整　不需要对工件进行特殊调整　专用测量仪和多工位测量仪很难适应　简单的调用所对应的软件完成测　测量任务的改变（柔性差）　量任务　与实体标准或运动标准进行测量比较　与数学或数字模具进行测量比较　尺寸、形状和位置测量在不同的仪器　尺寸、形状和位置的评定在一次　上进行不相干的测量数据　安装中即可完成　手工记录测量数据　产生完整的数字信息，完成报告　输出、统计分析和ＣＡＤ设计　２测量机坐标系建立意义　

产能经济395三坐标测量中的误差分析方　强 航空工业光电所摘要：在当前测量工作过程中，三坐标测量属于常见的一种测量方法，也是一种比较理想的测量方法。在三坐标测量过程中，为能够使其测量结果准确性及测量效率得到更好保证，十分重要的一点就是应当控制其误差，也避免误差影响其准确率。本文就三坐标测量中的误差进行简单分析，从而为更好进行三坐标测量提供理论基础及理论支持。关键词：三坐标测量；误差；分析中图分类号：TH721 文献识别码：A 文章编号：1001-828X(2018)004-0395-01随着现代加工业的不断发展，在测量工作中对于测量质量及效率也有着越来越高的要求，各种现代化测量方法也得到广泛应用，而三坐标测量就是其中比较重要的一种。在三坐标测量工作中，很多因素均会影响其测量的准确性，而测量中的误差就是重要影响因素。所以，在实际测量过程中，应当对测量中的误差积极分析，以便能够选择更好的方法及对策，从而使测量准确性得以有效提升。一、坐标系因素引起测量误差分析1.坐标系构建相关元素均应具备充分稳定性在构建坐标系过程中，需要运用一个平面。在实际测量过程中虽然能够提高该面加工精度，然而其面积范围比较小，若测量对象与坐标中距离相对比较远，或者测量范围面积比较大的情况下，在坐标系中存在的很小差异均会造成测量对象数据有很大程度波动，从而测量所得到数据也就缺乏说服力度。因此，在建立零件坐标系过程中，应当尽可能多地实行取点，并且应当尽量扩大取点尺寸范围。2.坐标系的相关特征元素应具备充足代表性在建立基准面过程中，测量点应当避免选择毛刺、粗糙及磕碰位置。并且所选择位置点尽量不要为测量面边角，在取点时应当尽可能多地选择点位置。在构建基准坐标系过程，若存在圆孔情况，应当从多个方面考虑测量结果相关影响因素。比如孔的圆度、圆柱度以及垂直度等相关因素。在选择测量点时，应尽可能将毛刺、粗糙面及磕碰位置避开。先进行手动测量，而后实行自动测量，且应当将自动测量数据作为最终数据。对于测量坐标系中其它基准特征同样如此，均应当保持处于其主体特征之内，并且应当尽可能多地选择测量点，保证所选择点位能够将粗糙、毛刺及磕碰位置避开，并且要避开过于边角位置。3.正确合理应用相关零件坐标系在构建坐标系之后，便不可再将其改变，所有测量对象均需在该坐标系中实行测量。若所构建坐标系与图纸准确性一致，则理论上而言便可对被测结果实行评价。然而，在实际测量过程中，所有情况并不完全相同。并且，在所构建坐标系中，各特征元素并非单一存在的。需要将点、线、面等实现相互结合，在所构建这些条件中对于形位公差需要一定要求。同时，所构建相关初始坐标也会有相应旋转及偏移发生，因而在对其它实行测量过程中很容易有误差出现。在实行偏移宣传应当及时实行修正，而对于偏移旋转后尺寸而言实际测量零件也应当具有公差要求，该数值并非绝对理想值。在实际修正过程中，其原则为将实际偏差当作修正基础。在构建初始坐标之后，设定绝对偏移量以及宣传角度，所产生新坐标便属于理想坐标系。然后以新坐标系实行测量，从而可得出偏移量或者旋转角度值。二、测量取点产生误差分析1.测量取点应缓慢匀速进行在选取测量点时，若操作过快很容易导致测量机有撞车情况出现。且探针在对测量点数据实行记录时由传感器进行触发，因而取点速度过快很容易导致误差增加。而对测量特征对象过程中，可先进行手动测量，将测量结果作为数据参考，在此基础上实行自动取点及自动测量，将所得到数据作为最后结果。这主要就是由于在自动取点过程中，通过计算机软件的应用，可对测头测针进行自动设定，使其能够缓慢匀速地垂直接近测量对象进行取点，从而使误差缩小。另外，在实际测量过程中，所选择探针角度与实际角度应当保持一致，但应当注意的一点就是所选择探针角度应当符合测量对象特点，以防止工件与测针之间发生触碰情况。2.勿直接以球形探针实行测量取点在实行螺纹孔测量过程中，在实行取点操作时不可直接选择球形测针应用，应当在测针及螺纹孔轴线之间保持平行一致情况下，以柱状测针实行取点。通常情况下，在测量中将螺纹检具或者丝锥拧紧，并且在螺纹孔中进行较好固定，而后以专业测量检具实行测点，从而可防止出现误差，保证测量准确性。3.测孔时需注意手动取点在实行测孔过程中，由于孔轴垂直因素影响，在轴线方向的不同位置，其截面圆位置尺寸存在一定差异，在实际测量过程中应当于孔轴中间位置取点，在手动取点后还需自动取点，并且应尽可能多地取点。对于同一平面内一组位置相关孔，在自动测量过程中轴向位置应当设置一致，以保证该组孔相互间存在可靠相关性；对于轴向尺寸大于20mm较深孔，通常情况下还应当在与孔上下距离3mm之内将孔轴线测出，从而使孔的位置状态能够充分反映，以保证能够得到更加理想的测量结果，使误差能够尽可能减小。三、结语在三坐标测量过程中，很要的一点就是保证测量结果的准确性，而为能够使这一目标得以较好实现，十分重要的一点就是应当控制测量中的误差。所以，在三坐标测量过程中，应当充分分析各个方面可能会产生的误差。并且以有效对策积极应对，从而使三坐标测量能够取得更加理想的效果。减少测量误差，使测量的准确性能够得到更加理想的保障。参考文献：[1]潘芳煜,白跃伟,聂黎,王小刚,刘凯.三坐标测量机几何误差的建模及测量[J].上海第二工业大学学报,2017,34(1):37-42.[2]杜翠翠,徐强,冯旭刚,章家岩.三坐标测量机测头系统的误差分析与修正[J].常州工学院学报,2016,29(3):33-37.[3]高善平,赵衍青.基于三坐标测量圆度误差测量的精度分析[J].电子制作,2014(14):27-28.[4]都基柱.浅析减小三坐标测量机测量误差的方法[J].黑龙江科学,2014,5(5):151.作者简介：方　强(1964-)，男，汉族，河南息县人，大专，航空工业光电所。Copyright©博看网 . All Rights Reserved.