实验一 三坐标测量仪数据测量实验1 - 图文

.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。

9.操纵盒说明

SERVO PWR ON：电机加电按钮，按下后电机上电指示灯亮； Joystick：方向摇杆，左右为X 轴方向，前后为Y 轴方向，旋转摇杆为Z 轴方向；

E-STOP：急停按钮，按下后三轴电机掉电，顺时针旋转1/4 圈，急停按钮弹起； SERVO READY：指示系统已准备进入自动模式；

SERVO PWR ON：指示所有的电机都已激活；

RECORD：删除测量点； DRIVE：添加移动点；

X LOCK：灯亮时，指示X 轴方向不能手动移动；

Y LOCK：灯亮时，指示Y 轴方向不能手动移动；

Z LOCK：灯亮时，指示Z 轴方向不能手动移动； SLOW：移动速度切换键，灯亮，慢速，速度为19.05MM/S。 PART：此按键灯亮时，测量机按工件坐标系移动。UMP360 控制器不适用；

JOY：激活操纵盒摇杆，灯亮，摇杆可以使用；2 分钟不用，此指示灯自动熄灭； AUTO：自动测量模式键，测量机由软件程序来控制； SERVO POWER OFF：电机断电键；

RTN TO SCREEN：测量确认键，当测量点数满足元素要求后，按确认键，完成测量。 10.实验步骤

（1）检查滑动导轨周围有无障碍物，并接通供气系统和计算机电源；

（2）打开总气源开关、气阀开关和计算机

总气源开关 （3）待气阀开关旁的压力表压力达到工作要求（最小供气压力0.5MPa），接通控制系统电源，将计算机插上密钥（测头盒中的U盘），双击桌面 PC-DMIS控制软件。

（4）冷启动时，软件窗口会提示进行回机器零点的操作。此时将操纵盒的“加电”键 （左上角）

点击桌面上的【确认】键，测量机进入回机器零点过程，三轴依据设定程序依次回零点。

（5）新建零件名。

必填（能是字母、数字） 按下，接通驱动电源，然后按操作盒上的

按钮， 按钮，起动

选填（可填可不） 单位mm

（6）加载测头文件。

（7）加载测头。

机器1

“*”表示当前测尖未激活 点击“空连接”，在“测头说明”下拉三角形中选择“PROBE-TP20”测头，接着在下拉三角形中选择加长杆“EXTEN20MM”，最后在下拉三角中选择测尖号“TIP1BY20MM”

点选“手动”

在“测头功能”菜单——【结果】中可以查看校验结果

PC-DMIS界面

（8）修改测量模式为“程序模式”。 【操作】 ——【图形显示窗口】——【程序模式】 （9）3-2-1法新建坐标系

“3”——不在同一直线上的三个点能确定一个平面，利用此平面的法线矢量确定一个坐标轴方向——找正；

“2”——两个点可确定一条直线，此直线可以围绕已确定的第一个轴向进行 旋转，已此确定第二个轴向——旋转；这个点可以是圆、球等；

“1”——一个点，用于确立坐标系某一轴向的原点；利用平面、直线、点分别确定三个轴向的零点（零点） ——“平移”。

待步骤1、2完成后还需选择平面1，在原点那一栏选择“Z”，后点击【原点】，最后完成3

（10）检验坐标系

操纵手动盒，让测量机沿着某两个方向运动，注意电脑上显示的坐标增减是否与所建坐标系的方向一致，若一致，则坐标系建成，反之则重新建立坐标系。 （11）对所测物件进行测量。 （12）导出所测数据。

【文件】——【导出】——选择格式。

（13)退出软件系统，关闭控制系统电源，关闭总气源开关，拔出电源插座，整理卫生。

6.注意事项

（1）每次开机前首先检查供气压力达到要求后才能开控制柜： 三联体处压力：0.4Mpa—0.6Mpa (1bar≈0.1Mpa≈14.5psi)

气源的供气压力：≥0.6Mpa 。

（2） 当三联体存水杯中油水混合物高度超过5mm时需要手动放水。机器的供气压力正常，而三联体处压力不能调到正常值时，则需更换滤芯。

（3）测量机房的温度保持在20±2℃，相对湿度25~75%。 （4）稳压电源的输出电压为220±10V。 （5）气源的出口温度为20±4℃。

（6）每天开机前用高织纱纯棉布（或医用脱脂棉花）沾无水酒精清洁三轴导轨面，待导轨面干后才能运行机器。严禁用酒精清洁喷漆表面及光栅尺，光栅尺请用高织纱纯棉布（或医用脱脂棉花）轻轻擦拭，切记不可用任何有机溶剂。

（7）开机顺序为：先开控制柜和计算机，进入测量软件后，再按操纵盒上的伺服加电键。

（8）每次开机后先回机器零点。在回零点前，先将测头移至安全位置，保证测头复位旋转和Z轴向上运行时无障碍。

（9）在拆装测头、测杆时要使用随机提供的专用工具，所使用的测头需要先标定。 （10）旋转测头、校验测头、自动更换测头、运行程序等操作时，保证测头运行路线上无障碍。

（11）程序第一次运行时要将速度降低至10~30%，并注意运行轨迹是否符合要求。 （12）在搬放工件时，先将测头移至安全位置，要注意工件不能磕碰工作台面，特别是机器的导轨面。

（13）长时间不用的钢制标准球，需油封防锈。

（14）在使用花岗石工作台上的镶嵌件固定工件时，扭矩不得超过20Nm。

（15）如果发现异常情况，请首先记录软件提示的错误信息，传真或电话通知思瑞，未经指导和允许请勿擅自进行检查维修。

（16）计算机内不要安装任何与三坐标测量机无关的软件，以保证系统的可靠运行。 （17）空调应24小时开机，空调的检修时间放在秋天进行，从而保证测量机正常使用。 （18）严禁操作人员操作过程中，头部位于Z轴下方。

（19）开机后，首先检查Z轴是否有缓慢上下滑动的现象，如有此现象，请与思瑞联系。 （20）待机和运行过程中，禁止手扶或者倚靠主立柱或副立柱。

（21）禁止在工作台导轨面上放置任何物品，不要用手直接触摸导轨工作面。 （22）禁止自行打开外罩或调试机器，否则引起的后果由用户承担。

（23）在测量机运行过程中，注意身体的任何部位都不能处于测量机的导轨区或。

（24）在上下料过程中，按下急停开关。

7.思考题

（1）坐标测量机由哪几部分组成？它们各有哪些功能？ （2）说明测量机启动和关闭的次序？ （3）校验测头的目的？

（4）测量机的哪些部位是基准？ （5）为什么测量机开机时首先要回机器零点？

（6）操作盒长时间不用时会自动断电，当需要使用时需要怎样重新启用？ （7）使用手动方式（或操纵杆方式）测量零件时，要注意哪些问题？ （8）最小二乘法的原理？

实 验 记 录

8.环氧树脂齿轮的主要参数 齿轮名称 基本参数 名称 法向齿距 齿顶高 齿根高 齿高 分度圆直径 齿顶圆直径 齿根圆直径 中心距

法向模数mn ： 齿数z ： 螺旋角 β： 符号 Pn ha hf h d da df a 计算公式 Pn=mnπ ha=mn hf=1.25 mn h=2.25 mn d=mnz/cosβ da=d + 2mn df=d - 2.5mn a=mn(z1+z2)/2cosβ 计算结果 9. 三坐标机基础知识分析（选择填空题）

（1）实验使用的三坐标机为 桥式。 （2）建立坐标系除了“3-2-1”法，还有 法。

（3）测尖“TIP2BY20MM”表示 。 （4）操作盒上的“X-LOCK”亮表示 。

（5）对已经校验好的测头还可以重新校验吗 。

（6）校验模式：一般应采用 ，在采点数为9～12 点

时，层数应选择 层。起始角和终止角可以根据情况选择，一般球形和柱形测针采用 度（填范围），才能使齿轮（蜗轮）轴向定位。

（7）鼠标滚轮前后滚动可对特征图形缩小或者放大； 同时按下，选中特征图形后松开，即对其局部放大；在图形窗口中，中线以上点击鼠标右键是 ，相反

中线以下点击鼠标右键是 ，且鼠标位置离中线越远放大或缩小的程度越大； 键可将图形显示窗口恢复到最佳视图大小。

（8）在图形窗口中，Ctrl+鼠标右键（不松开）移动鼠标或者按住 移动鼠标可对特征图形进行旋转。

（9）建立坐标系要按以下三个步骤进行： ， 和 。

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