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CAD模型在三坐标检测及生产中的应用

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CAD模型在三坐标检测及生产中的应用
0 前言
三坐标测量机足近几十年来。随着计算机、机床业的飞速发展而产生的一种高效高精度
的测量仪器。它采用坐标测量的原理，在计算机软件的控制和驱动下，完成对工件几何尺寸
和形位公差的三坐标数据采集。它有机地结合了数宁控制技术，利用计算机软件技术．采用
先进的位置传感技术和精密机构技术，并使之完美结合，顺应了硬件软件化的技术发展方向。
三坐标测量机作为一种高精度的通用测量设备在工业生产领域中的使用越来越广泛，也越来
越受到生产型企业的再视。而三坐标测量软件中对CAD功能的引入，更足将坐标测量机的
应用领域和易用性推到一个新的高度。目前使用的globao型三坐标测量机，在
WINDOWS-XP操作系统下，使用PC-DIMS CAD++测量软件，并且配置了三维转换功能。
主要用PC-DIMS对复杂样板窄问尺寸及一些轮廓曲线进行检测与测量。检测过程中有时需
要使用CAD模型来引导测量。使用的CAD模型主要来源于PROE但对于PC-DIMS来说。
无论使用哪种造型软件来提供CAD模型，模型导人后的测量及处理都是一样的。
1 虚拟测量
虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD模型在软件中进行测量。首先在PC-DIMS
测量软件下导人CAD模型，即打开文件→导入→选择要导入的CAD模型文件类型，然后
按提示操作。当模型导人后，根据所要测量的几何元素，使用鼠标在模型上点击所要测量的
元素并合理采点．此时CAD模型上会显示所采点的位置及其矢量方向。当采够所需要的点
数后再在采点窗口中点击创建。系统将会驱动虚拟测头进行采点。并拟和出要测的几何元素
及其图形。虚拟测量的主要功能是实现在脱机状态下完成自动测量编程过程。
例如测量图1所示样板的轮廓度。它是多圆弧且小弧线连接的样板，用传统的测量方法
测量其轮廓度是很麻烦的。而且测量精度达不到要求，利用CAD模型就完全可以解决测量
难的问题。

图1 样板轮廓度
首先要在三维软件下做出1：1的数字模型，然后通过PC-DIMS软件导入到测量环境下，
具体操作过程如下：文件一导人一CAD数摸，模型导入后最初在PC-DIMS软件下，从图
1看出设计基准在A点，在测量零件时将零件坐标系原点建在A点上。在检测时。建立正
确的坐标系很关键，首先将平面1找正．然后再测出直线1和圆1，利用三、二、一法建立
坐标系。关键在建立坐标系时要选择CAD部件按钮，这样坐标系就建好了。通常将坐标系
的原点放在什么位置对CAD模型的造型过程是没有影响的，但为了在实际测量中更好地将
机器坐标系与零件坐标系重合，在建立CAD模型时最好将坐标系建在设计基准上，这样在
测量导人模型时会更方便一些，因为在测轮廓度时基准原点是有固定位置要求的。
2 编程过程
如果不用CAD模型，利用PC-DIMS也能给工件的测量进行编程．实现全自动的快速测
量，这种方法简单易用，适应面广，因此在业内被广泛使用。但由于这种编程每一步都需要
测量人员在工件上取点，而且如测量轮廓度还必须找到每个连接圆弧的理论中心，建立多次
极坐标系才会实现测量过程，这样会大大降低了编程效率和测量速度，而且测量程序冗长，
让其他测量人员读起来也特别费时。所以利用CAD模型，利用三坐标机闭曲线扫描功能对
工件周边进行扫描，直接就可测量出该零件的轮廓度误差，既方便又高效，从而可完成编程
的过程，这样的程序简单快捷，而且易读。解决了以上问题。
在程序编制完成之后，还可以在CAD环境中用程序进行模拟测量。对程序进行验证，找
出运行过程中出现的错误测量路径和采点，并对程序进行修正。必要时添加合理的移动点和
安全平面，还可插入注释，将实际测量中可能出现的问题降到最低，最大程度地保证了测量
过程中的安全性。
3 形位公差的评定
在没导入CAD模型时，在编制测量程序时，必须手工输入几何元素的理论值，然后冉和
实际测到的真实值进行比较，这样对形位公差的评定很不方便。
当坐标测量机软件引入CAD模型功能之后，就可以在软件中对模型进行测量，因为模型
足根据图纸在造型软件中设计出来的，导人后经过对模型的测量，直接得到设计要求的理论
值，当运行测量程序时。就能测到所需几何元素的实际值。这样就可以对所测几何元素的形
位公差进行评定。这在使用中，既省去了手工逐个输入几何元素理论值的麻烦，又避免为了
与图纸上的标注尺寸相对应而频繁变动坐标系。这大大降低了检测人员的劳动强度。也减少
了出错的几率，同时也提高了测量的精度及效率，使形位公差的评定更加方便快捷。
4 CAD模型的输出在生产中的应用
在实际生产中。有时需要对一些没有具体尺寸的零件进行测绘。特别足样件中有曲线、
曲面等很难通过直接测量就能获得准确数据的复杂工件。由于有时需要对新型车钩及其它部
件进行测绘，为下一步更好地设计提供可靠的依据，这就是生产中要解决的问题。
生产样品，就要有相应的数据信息。数据采集是起点。是生产中的基本活动，三坐标测
量机是理想的数据采集器。对规则形状诸如点、直线、圆弧、平面、圆柱、圆锥、球等，以
及扩展规则形状如双曲线、螺旋线、齿轮、凸轮等，数据采集多用精度高的接触式探头。依
据数学定义对这些元素所需的点信息进行数据采集规划，这很容易做到。但现实产品不可能
是理论形状，加工、使用、环境的不同，也影响着产品的形状。作为生产中的测量规划，就
不能仅停留在“特征”的抽取上。应考虑产品的变化趋势。可以利用SP600扫描测头，对所
测零件进行扫描，得到点云，利用测量软件的CAD模型导出功能，将文件转化为通用格式
即IGES格式，在三维造型软件中将所扫描的点云加以构造，再对模型进行评价，即可得到
所测元素的各种尺寸。
例如对型号为PFl 37-11-00的FR型钩尾框前端开口样板的测量。该样板所测尺寸均为
周边轮廓。其图纸要求如图2所示。

图2 钩尾框前端开口的测量
利用传统的测量，根本无法测出周边尺寸，上下2个截面的尺是一样的。中间是圆滑过
度，所以必须运用CAD模型及三坐标机的扫描功能才能完成测量过程。首先用测量机对该
样板的多个截面进行闭曲线扫描，采集出点云，再把上下2个截面作为导出曲面，利用导
出功能，将测得的2个截面和点云导出到三维造型软件下，所用的软件为PRO/E，导出格
式为IGES格式。
在该环境下对其进行造型，造型后的结果如图3所示。

图3 造型结果
从造型图上可直接对所要测量的几何要素进行评价，这里仅举了1个要素的评价。图3
边上的小窗口就是对几何要素的测量展示。以此类推，就完成了对该车钩样板的全部测量过
程。另外利用CAD模型和三坐标的扫描功能还能完成盲件的测绘过程，再通过与数控加工
中心的联网可直接加工出新产品。
当前智能数据采集还处于刚开始阶段，但它是三坐标测量机所追求的目标。它包括样件
自动定位、自动元素识别、自动采集规划和自动数据采集。有了这些数据。就可以再使用三
坐标测量机对生产出来的工件进行检测，保证产品的质量。
生产中把三坐标测量机、CAD/CAM/CAE软件、CNC机床能有机而又高效地结合在一起，
成为产品研发和生产的一个高效、便捷的途径。但这还是一个不完伞成熟的过程，各个环节
仍有待于进一步完善、探索和研究。
5 结语
三坐标测量机作为一种通用测量机。由于其具有很高的测量精度和测量效率，并且具有
操作方便，可实现在线测量等众多优点，已经在现代工业中有了不可替代的地位。而CAD
功能的引入，必将给三坐标测量机带来更大的使用空间。
三坐标测量机作为生产中数据源的采集器，有待于朝着超大型和超微型2个方向发展：
其测头有待于朝着高效、快捷、多用途方向发展；软件要求功能强大且操作简便。总之，三
坐标测量机在生产应用中将朝着智能化的方向发展。

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三坐标测量技术应用

三坐标测量技术应用

三坐标测量技术应用本页仅作为文档封面，使用时可以删除This document is for reference only-rar21year.March摘要汽车、飞机等现代高新技术工业发展的突飞猛进，三坐标测量技术是关键控制技术手段。

而目前市场上三坐标测量机品牌较多，海克斯康三坐标是其中在中国目前应用最广泛的三坐标测量机，并配置国际最先进的数字控制系统及友好界面，因此,研究三坐标测量机的选择、零件的装夹、程序编辑应用、程序优化，对了解坐标测量机的测量过程质量和提高测量效率保证产品质量与机械性能不可以或缺。

对三坐标测量机分类，程序详细规划测量程序的步骤,并对模具强度要求做了说明.通过本设计,可以对注塑模具有一个初步的认识,注意到设计中的某些细节问题, 了解坐标测量机结构及工作原理，同时也对测座、测头和PC-Dmis软件高级语言应用进行了学习。

关键词:三坐标测量机 PC-DMISAbstractCars, planes and other modern high-tech industry development by leaps and bounds, three coordinate measuring technology is the key control technology.And coordinates measuring machine brands on the market at present is more, sea, kang is one of coordinates in China at present the most widely used coordinate measuring machine, and configure the most advanced digital control system and friendly interface, therefore, studies the selection of three coordinate measuring machine, the clamping parts, the application of program editing and the optimization, the understanding of coordinate measuring machine measurement process quality and improve the efficiency of measurement to ensure the product quality and mechanical properties can’t or lack of.To coordinate measuring machine classification, program detailed planning measurement steps, and the mold strength requirement. Through this design, injection mold has a preliminary understanding of, can be noticed in the design of some details, know the structure and working principle of coordinate measuring machine, but also on measuring, measuring head and PC-DMIS software applications in a high-level language for learning.Key word: Coordinate Measuring MachinePC-DMIS设计者：XXX指导老师：XXX前言近年来，三坐标测量技术应用和水平发展十分迅速，高效率、自动化、精度高、重复性、坐标测量机测量在测量质量管控中所占比例越来越大。

三坐标测量机五轴测量的方法及应用

三坐标测量机五轴测量的方法及应用

三坐标测量机,简称CM M(Coordinate Measuring Machining),其特点是高精度(主流设备均达到微米级)、高效率(是传统测量手段的数十倍、数百倍)和高柔性(多种计量仪器的高精度替代工具)。

三坐标测量机主要通过接触或扫描零部件的被检测部位,并依靠RationalDMIS软件进行数据处理,最后获得被检测对象的几何尺寸以及相互位置关系等。

三坐标测量机经常用于产品测量、零件测绘、工装夹具的检测、产品开发的过程测量、模具以及检具的复杂曲面检测、数控机床以及柔性生产单元或生产线在线测量等方面,是产品质量精密检测和产品质量控制中不可替代的测量手段。

1 五轴测量1.1 目的使用三坐标测量机对复杂特征零件以五轴移动的方式进行编程测量,实现进一步提高测量效率。

1.2 设备与器材(1)BQM1086三坐标测量机;(2)RationalDMIS5.5软件;(3)PH20测座;(4)TP20-STD测头;(5)测针PS16R(φ3×20)。

1.3 测量方法RationalDMIS是著名美国爱科腾瑞公司的三坐标测量软件产品。

该软件用户界面简单、操作便捷,尤为便捷的是拖放操作,一个鼠标即可完成元素选取、测量、构造、公差计算和数据输出,DOI:10.16661/ki.1672-3791.2016.09.049三坐标测量机五轴测量的方法及应用林华钊(珠海市高级技工学校 广东珠海 519000)摘 要:三坐标测量机在现代制造业中逐渐占据重要地位,而三坐标测量机在对复杂特征零件进行编程测量主要是以五轴移动的方式,其目的在于进一步提升测量的效率。

该文以RationalDMIS软件及PH20测座为例,介绍了三坐标测量机五轴测量的方法,并以实际工程案例介绍了五轴测量的过程,对于三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:三坐标测量机 RationalDMIS软件 五轴测量中图分类号:TB12文献标识码:A文章编号:1672-3791(2016)03(c)-0049-02图1从机器状态栏进行图标选择测量方法 DMIS 语句二轴DMESW/COMAND, 'IPPDME:SetProp(Tool.PtmeasPar.HeadTouch(1))' 三轴DMESW/COMAND, 'IPPDME:SetProp(Tool.PtmeasPar.HeadTouch(0))' 五轴DMESW/COMAND, 'IPPDME:SetProp(Tool.PtmeasPar.HeadTouch(2))'表1 从DMIS 栏编写语句图2 测量方法示意简图二轴:机器不移动,测头旋转来完成测点触发测量三轴:完全依靠机器的移动进行测点触发测量五轴:机器移动到测量点上方,测头旋转来完成测量(下转51页). All Rights Reserved.无法正常启动运行,引发生设备事故。

三坐标位置度拟合方式

三坐标位置度拟合方式

三坐标位置度拟合方式
摘要：
1.三坐标位置度拟合方式的定义和重要性
2.三坐标位置度拟合方式的基本原理
3.三坐标位置度拟合方式的主要方法
4.三坐标位置度拟合方式的应用实例
5.三坐标位置度拟合方式的发展趋势和展望
正文：
一、三坐标位置度拟合方式的定义和重要性
三坐标位置度拟合方式是一种通过测量数据来确定物体在三维空间中的精确位置的方法。

在现代制造业、航空航天、精密仪器等领域中，三坐标位置度拟合方式具有重要的实用价值，它可以提高产品的精度和质量，减少误差，提高生产效率。

二、三坐标位置度拟合方式的基本原理
三坐标位置度拟合方式的基本原理是通过采集一系列的测量数据，然后利用数学模型和算法对这些数据进行处理，从而得到物体在三维空间中的精确位置。

三坐标指的是X、Y、Z 三个轴向，通过对这三个轴向的测量数据进行拟合，可以得到物体在三维空间中的位置。

三、三坐标位置度拟合方式的主要方法
目前，三坐标位置度拟合方式主要有以下几种方法：最小二乘法、逆距离加权法、非线性优化法等。

这些方法各有优缺点，选择合适的方法可以提高拟
合的精度和效率。

四、三坐标位置度拟合方式的应用实例
三坐标位置度拟合方式在实际应用中具有广泛的应用，例如在航空航天领域，它可以用于确定飞行器的精确位置，以确保飞行的稳定和安全；在制造业中，它可以用于确定产品的精确位置，以提高产品的质量和精度。

五、三坐标位置度拟合方式的发展趋势和展望
随着科技的发展，三坐标位置度拟合方式也在不断发展和完善。

未来，它将更加精确、高效，以满足更高的生产要求。

三坐标测量机测量原理

三坐标测量机测量原理

三坐标测量机测量原理三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种外表测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。

三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。

将被测物体置于三坐标测量空间，可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，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。

三坐标测量机的组成：1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它);2，测头系统;3，电气控制硬件系统;4，数据处理软件系统(测量软件);三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为C AD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。

广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。

正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机)逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)-->设计à制造逆向工程设备：1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征);2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构;3， CAD/CAE/CAM软件;4，数控机床;逆向工程中的技术难点：1，获得产品的数字化点云(测量扫描系统);2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体(逆向工程软件);3，与CAD/CAE/CAM系统的集成;(通用CAD/CAM/CAE软件)4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师(人员);三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种外表测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。

三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。