下载文档原格式
EuropeWetzlar, GermanyLudwigsburg, GermanyRenens, SwitzerlandRolle, SwitzerlandParis, FranceLyon, France Milano, Italy Torino, Italy Swindon, UK Telford, UK Vilnius, Lithuania Barcelona, Spain Jårfålla,Sweden ASIABeijing, China Chengdu,China Guangzhou, ChinaNingbo,China Nanjing,China Qingdao, China Shanghai, ChinaShenyang,China Shenzhen,China Wuhan,China Xi'an,ChinaHong Kong, China Ebina-shi, Japan Korea Singapore Thailand DISTRIBUTORS PRECISION CENTERSFACTORIESAMERICAS North Kingstown, Rhode Island Wixom, Michigan Chicago, Illinois Nashville, Tennessee Cincinnati, Ohio Irvine, California Charlotte, North California Monterrey, Mexico Såo Paulo, Brazil Asia PacificEbina-shi, JapanT el: 46 236 0095 Fax: 46 236 0093Hexagon Metrology Asia Pacific Pte Ltd 6 Clementi Loop (off Clementi Ave 6)Singapore 129814T el: 65 6463 6242 Fax: 65 6463 8030Hexagon Metrology Korea Ltd.Seongman, Gyconggi-do, Korea Tel.: +82 (0) 31 777 3477Fax: +82 (0) 31 777 3478 206Hexagon Measurement T echnologies Thailand 119/3 Moo 8, Bangna-Trad Road,Bangna, Bangna, Bangkok 10260, Thailand Tel: +66-2-361 3905-8北京销售服务中心：北京市朝阳区东三环中路 39 号建外 SOHO B 座写字楼 1908 室T el: 010 5869 1840 Fax: 010 5869 1841成都销售服务中心：成都市锦江区总府路 2-4 号时代广场 B 栋 1102AT el: 028 8671 6718 Fax: 028 8671 6730广州销售服务中心：广州市天河区林和西路 9 号耀中广场 B 座2415 室T el: 020 3810 7978 Fax: 020 3810 7979宁波销售服务中心：宁波市江东区彩虹北路 48 号波特曼大厦 2604 室T el: 0574 8737 6262 Fax: 0574 8733 5159南京销售服务中心：南京市中山东路 300 号长发中心 1 幢 11 楼 A 座T el: 025 8698 8800 Fax: 025 8698 8801青岛销售服务中心：青岛市株洲路 188 号T el: 0532 8089 5188 Fax: 0532 8870 3060上海销售服务中心：上海市天目西路 547 号联通国际大厦 2601 室T el: 021 6353 1000 Fax: 021 6353 5159沈阳销售服务中心：沈阳市和平区南京北街 109 号和泰运恒国际 A 座 705 室T el: 024 2334 1690 Fax: 024 2334 1685深圳销售服务中心：深圳市南山区高新技术产业中区 M-8 栋首层西座T el: 0755 8602 8088 Fax: 0755 8602 7270苏州销售服务中心：苏州市工业园区旺墩路 188 号建屋大厦 1007 室T el: 0512 6280 0880 Fax: 0512 6280 0990武汉销售服务中心：武汉市东湖新技术开发区华工园二路 1 号T el: 027 8544 8200/8266 Fax: 027 8544 9449西安销售服务中心：西安市高新四路 1 号高科广场 A709 室T el: 029 8836 1018 Fax: 029 8836 1019Affiliated Precision Centers塑造测量的未来HEXAGON 集团公司坐标测量机包括对硬件、软件 12 个月的保修期。
三坐标测量机基础培训教程无锡职业技术学院2008 年6 月前言机械设计、制造及检测是机械工程领域的三大技术支柱及研究内容。
随着计算机辅助技术的发展，计算机辅助设计、制造及检测的应用日益普及，尤其是计算机辅助设计和制造技术，在目前的机械类课程教学中起到越来越重要的作用。
随着我国机械工业的迅速发展和市场竞争的日益激烈，计算机辅助检测技术作为提高产品质量的重要手段以及逆向工程技术的发展，也日渐形成为一门独立的学科获得了迅速的发展。
在工业应用上，各种计算机辅助检测工艺及系统推陈出新。
除传统的三坐标测量机外，近几年发展起来许多新的检测工艺如激光扫描测量、影像测量、照相测量等等。
检测设备除传统的台式机外，还涌现了关节臂式、手持式等测量设备。
而目前高校机械工程教学中对检测领域的教学还仅限于传统的工具阶段，虽有“互换性及技术测量基础”，“几何量精度设计与检测”，“形状与位置公差”等与检测相关的课程，但这些课程的教学还局限于传统的游标卡尺、千分尺、水平仪等简单检测工具的教学。
对基于计算机辅助检测技术的新一代高精度、高柔性、数字化的检测原理及工业应用领域几乎没有涉及。
显然这是今后机械和仪器仪表类课程教学和改革中必须加强的内容，以提高学生的实际动手能力和适应社会需要的能力。
本校本教程过小容负责编辑整理，在编写过程中得到了三坐标测量机生产厂家其他有关高等院校和职业技术学院的大力支持与帮助，同时还参阅了几十种相关的书籍及其他文章资料，谨在此予以致谢。
由于编者的水平所限，书中难免存在着缺点或疏漏，恳请批评指正。
目录第一章计算机辅助检测技术概论1.1 计算机辅助检测的基本概念1.2 计算机辅助检测技术与系统1.3 三坐标测量机1.4 计算机辅助检测技术的应用1.5 计算机辅助检测技术的发展趋势1.6 标准球定义与检验1.7 几何元素构造第二章三坐标测量软件MWorks-DMIS简介2.1 MWorks-DMIS 软件的主要功能特性2.2 MWorks-DMIS 软件的安装与启动2.3 MWorks-DMIS 软件的用户界面2.4 软件的环境、视图与窗口第三章三坐标测量机测头系统配置3.1 分步式配置测头系统3.2 向导式创建测头系统第四章三坐标测量机坐标系的建立与变换4.1 坐标系的建立4.2 坐标系的旋转、平移、清零与转换4.3 坐标系的存储、调用与删除第五章零件几何特征的测量5.1 点线面测量5.2 圆圆柱圆锥的测量5.3 球椭圆的测量5.4 曲线曲面的测量5.6 点云与数模对比测量第六章几何特征的构造6.1 求交6.2 平分6.3 拟合6.4 投影6.5 相切到6.6 相切过6.7 垂直过6.8 平行过6.9 移位第七章零件的公差分析7.1 尺寸公差7.2 形状公差7.3 定位公差7.4 定向公差7.5 跳动公差7.6 截面绑定7.7 数模对比设置第八章三坐标测量机的测量文件8.1 测量文件的存储与调用8.2 测量文件的编辑与修改8.3 测量文件的重复执行8.4 CAD 模型的输入输出第一章计算机辅助检测技术概论1.1 计算机辅助检测的基本概念在传统的机械检测领域，游标卡尺、千分尺、螺旋测微仪等工具是手工检测机械零件或装配件的主要工具。
机械加工中常用的精密测量技术摘要：将精密测量技术运用于机械加工中，能够在提升机械加工质量方面起到重大帮助。
本文详细分析了几种常用的精密测量技术，以此帮助人们更好的了解精密测量技术的使用价值与运用要点，为提高机械加工质量奠定技术基础。
关键词：机械加工；常用；精密；测量技术精密测量技术的使用，能够让机械加工制造精密程度得到显著提高，使得加工质量更加具有保障，特别是在进行微型零部件生产制造时，精密测量技术为加工生产带来了诸多的便利。
由于机械加工操作流程较为复杂，尽管有制定一系列配套的生产加工标准，不过，由于是实行批量化加工，如果某一环节出现异常，就会对整个加工生产工作都带来影响，使得出现大量的残次品。
为此，就需要结合具体的加工生产规范，提高对精密测量技术的运用，及时发觉加工生产中产品参数偏离规定值的情况，并加以有效纠正，以此保障整个加工制造流程的质量。
1.精密测量技术的简要介绍为确保机械加工产品的外形大小与规定相符，就应当对其实行精确化测量，使之制造精细度可以满足相应生产要求。
而随着科技水平的不断提高，各种先进技术相继研发运用，在目前应用的测量技术中结合了计算机技术与软件、声光学技术、传感技术等，提高了测量的精细度和准确度，使得测量结果与实际情况之间的误差越来越小，做到了逻辑式检测。
随着光能、阻抗、超声检测技术的运用，并融合了多种复杂、特殊的传感技术，就此形成了精密测量技术[1]。
2.机械加工中精密测量技术的应用2.1石英传感器精密检测技术的应用石英是一种超导体材料，把它运用于传感器中，既可以提高传感器灵敏性，还在提高检测效果方面起到了较大促进作用。
并且，石英传感器内的敏感元件主要分布于石英晶体中，如此只需机械加工产品的精密检测技术人员掌握石英晶体特征，便能轻松熟悉传感器运作方式，以此防止石英传感器在实际运用时发生运作混乱、操作不当等情况。
并且，将石英传感器运用于机械加工产品的检测工作中，还可以促使传感器内使用的石英晶体在测量时发生正压电效应，以此提升检测效果的准确性与精确性，保证工作人员可以按照所掌握的检测结果来对加工生产流程加以优化改进，以免在开展机械加工时发生异常问题，从而威胁加工产品的质量[2]。
第一章思考题1.柔性制造系统与刚性自动线有何不同及相同之处刚性自动线特点：设备和加工工艺固定,不灵活,只能加工一个零件, 或几个相互类似的零件,即具有刚性。
柔性制造系统：设备和加工工艺不固定,灵活,能加工多个零件, 或几个相互类似的零件,具有柔性。
2.举例说明FMS的基本组成、主要功能、适用范围基本组成：加工系统、物料储运系统、计算机控制系统主要功能：1. 自动进行某一零件族零件的生产(数控机床承担自动制造任务)；2. 自动运输、储存、交换物料（毛坯、工件、刀具等）；3. 自动监视、自动补偿、自诊断等(刀具磨损、破损的监测等）；4.作业计划与调度功能。
适用范围：1.产品类型2. 零件类型据统计,约70%的FMS用于箱体类的非回转体加工, 30%左右的FMS用于回转体的加工.3. 材料类型FMS所加工的材料范围很广,但大多是加工铸铁件,其次是刚件和铝件。
4. 零件的品种与批量FMS适用于多品种,中小批量零件的生产FMS在各种加工方式中所处的地位3. FMM、FMC、FTL、FMS 各自有何特点？它们相互关系如何？下面两个图示属于FMM、FMC、FTL、FMS 中的哪一类？FMM特点:能独立运行, 能承担由多种零件组成的混流作业计划, 但不具备工件、刀具的供应管理功能，没有生产调度功能。
FMC特点：由工件自动输送设备连接的2~3个FMM组成，能独立工作，具有一定的生产调度能力。
FTL特点：是工艺设备按照所采用的工艺操作顺序布置时的FMC ,适用于少品种、大批量生产。
FMS特点：在FMC基础上增加必要的加工中心台数，配备完善的物料和刀具储运系统, 通过计算机控制系统管理全部生产，具有实时控制能力。
连杆加工柔性自动线柔性制造系统附加重点：FMC与FMS的区别？1、制造设备（单台多台）2、制造功能（某一种制造功能多种制造功能）3、制造规模（自动化制造孤岛与上位计算机联网并交换信息）2.制造自动化系统：一定范围的加工对象、一定柔性和自动化水平的各种设备、高素质的人构成的有机整体3.FMS的一般定义:1) 是一个计算机控制的生产系统;2) 系统采用半独立的数控机床;3) 这些机床通过物料输送系统联成一体.4. 目前FMS发展主要趋势：小型柔性制造单元成为热门高效率柔性制造线发展较快柔性系统向多功能方向发展系统集成是制造业发展所需5.FMS的分类(一)按FMS承担的制造任务分类：柔性加工系统柔性装配系统柔性检测系统(二)按机床与物料输送系统的组合方式分类，柔性零件加工系统分三类：柔性制造模块（FMM）柔性制造单元（FMC）（柔性自动线(FTL)）柔性制造系统（FMS）(三)按物料输送路线的布置方式分类，FMS分三类：1、直线型FMS2、环路型FMS3、机器人型FMS6.FTL与刚性自动线类似处：加工过程有一定的生产节拍，工件沿一定的方向顺序输送不同处：FML多采用多轴主轴箱式加工中心,当工件变换时,各机床主轴箱可自动进行相应的更换.同时调入相应的数控程序,即有“柔性”.7. 据统计,约70%的FMS用于箱体类的非回转体加工, 30%左右的FMS用于回转体的加工. 原因：箱体类零件平面、孔可同时加工；箱体类零件容易装载和输送；箱体类零件容易获得所需的加工精度；箱体类零件加工采用FMS容易收益第二章思考题1.FMS中的机床特征具有高的柔性综合加工能力强，生产效率高结构布局便于工件自动交换有大容量刀库或辅助刀库高性能容易控制具有自保护装置和能力具有必要的辅助设备2.互替机床与互补机床各自有何特点？互替机床：纳入系统的机床可互相代替* 柔性高* 工艺范围宽* 并连环节，可靠性高* 机床技术利用率低* 生产率低* 价格高互补机床：纳入系统的机床是互相补充的，各自完成某些特定的工序，各机床之间不能互相取代，工件在一定程度上必须按顺序经过工位* 机床技术利用率高* 生产率提高* 价格较低* 柔性较低* 工艺范围较窄* 串联环节，可靠性低3.加工中心的哪些功能对FMS的设计和运行有重要影响？为什么？（1）刀具存储与自动换刀刀库容量（关系到混流加工零件种类多少）存储刀具的最大直径、长度、重量（关系到可加工工件的规格）换刀可靠性（影响系统可靠性）换刀速度（直接影响生产效率）（2）工件自动交换（3）工件找正、刀具监测(接触传感器作用)4.车削中心的概念及其结构特点和工艺特点？车削中心：是一种高精度、高效率的自动化机床，它的主体是数控车床，同时兼备车削和铣削等加工能力，具有自动交换刀具和工件的功能，能对多种工件实施柔性自动加工车削中心的主要结构特点（1）主传动系统* 主传动系统与数控机床基本相同，采用直流或交流主轴电机——带传动和主轴箱内的变速齿轮——主轴旋转* 增加主轴的数控轴（C轴）的坐标功能,实现车削/铣削状态转换（2）刀架及自动换刀装置* 回转刀架：在数控车床回转刀架基础上，使工具旋转。
0引言工业机器人具有体积小、精度高、灵活性强等特点，被广泛应用于3C 电子（计算机、通信、消费电子产品）、LED （发光二极管）、机械密封点胶、装配、搬运及上下料等行业。
机器人本体主要由连杆、减速机、同步带、电机等传动元件组成，由于关节结构紧凑、刚度有限，所以关节柔性结构无法避免，可能会造成机器人在高速启停阶段产生柔性震动，速度越高，系统残留震荡越大［1］。
由于要求传动系和末端器具有高灵活性，当机器人正在高速或高加速度下运动时，尽量避免产生残余振动，因为振动大可能会引起机器人与工件之间的碰撞，导致控制对象不能到达预定的目标位置，机器人无法进行下一个任务，而且残余振动的叠加会使生产率降低。
为消除震动带来的影响，研究人员进行了大量的研究工作。
零振动输入整形器被引入工业机器人的应用中，用于削弱机器人末端震动，并在许多实例中得到验证［2］。
赵志刚等［3］提出一种最优控制与改性型负输入整形相结合的方法抑制机器人的单轴震动。
还有一种双模态ZV （零振动）输入整形和双模态EI （极不灵敏）输入整形算法，也被用于抑制机器人末端震动，减少负载振荡，并且可以用于抑制多体系统的残余振动［4］。
此外，张铁等［5］提出一种自适应控制方案，通过系统额外的极点和模型中添加的零点对闭环的频率响应进行整形，提高整形器应对设备固有参数突变的鲁棒性。
在工业机器人的实际应用中，主要采用跟踪控制的方法提高控制系统的精度［6］。
零相位跟踪控制是一种前馈控制器，该方法需要结合系统零极点和相位抵消，消除闭环系统的相位差。
此外，该方法对实际系统模型的依赖性较大，需要有合适的方法辨识系统模型，还需要消除系统的扰动和不确定性，并且抗干扰能力和鲁棒性有待提高［7-8］。
为了在不改变机械结构的情况下抑制残余振动，需要采用先进的控制技术解决这一难题。
输入整形是最有发展前景的振动抑制技术，该技术易于使用且对建模错误具有鲁棒性，使设计的系统可以适应固有频率和阻尼比的变化，大大减少柔性系统的残余振动。
