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      Proe逆向抄數之三坐標測量機的組成

      發布日期:2014-08-09  來源:百佳學習邦  作者:李勇  瀏覽次數:4333
      核心提示:作為一種測量儀器,三坐標測量機主要是比較被測量與標準量,并將比較結果用數值表示出來。三坐標測量機需要三個方向的標準器標尺,利用導軌實現沿相應方向的運動,還需要三維測頭對被測量進行探測和瞄準。此外,測量機還具有數據自動處理和自動檢測等功能,需要由相應的電氣控制系統與計算機軟硬件實現。三坐標測量機可分為主機\測頭\電氣系統三個部分。
       proe逆向抄數之三坐標測量機的組成
      三坐標測量機的原是是:將被測物體置于三坐標機的測量空間,可獲得被測物體上各測點的坐標位置,根據這些點的空間坐標值,經計算可求出被測對象的對象的幾何尺寸、形狀和位置。在三坐標測量機上安裝分度頭、回轉臺或數控轉臺后,系統具備了極坐標系測量功能。具有XYZ及C四個軸的坐標測量機稱為四坐標測量機。類似Proe軟件可以實現的草繪編輯坐標,按照回轉軸的數目,也可有五坐標或六坐標測量機。

      作為一種測量儀器,三坐標測量機主要是比較被測量與標準量,并將比較結果用數值表示出來。三坐標測量機需要三個方向的標準器標尺,利用導軌實現沿相應方向的運動,還需要三維測頭對被測量進行探測和瞄準。此外,測量機還具有數據自動處理和自動檢測等功能,需要由相應的電氣控制系統與計算機軟硬件實現。三坐標測量機可分為主機\測頭\電氣系統三個部分。
      Proe逆向抄數之三坐標測量機結構圖

      1、主機
      a、框架結構:指測量機的主體機械結構架子。它是工作臺、立柱、橋框、殼體等機械結構的集合體。
      b、標尺系統:包括線紋尺、精密絲杠、感應同步器、光柵尺、磁尺及光波波長及數顯電氣裝置等。
      c、導軌:實現二維運動,多采用滑動導軌、滾動軸承導軌和氣浮導軌,以氣浮導軌為主要形式。氣浮導軌由快刀斬亂麻體和氣墊組成,包括氣源、穩壓器、過濾器、氣管、分流器等氣動裝置。
      d、驅動裝置實現機動和程序控制伺服運動功能。由絲杠絲母、滾動輪、鋼絲、齒形帶、齒輪齒條、肖軸滾動輪、伺服馬達等組成。
      e、平衡部件:主要用于Z軸框架中,用以平衡Z軸的重量,使Z軸上下運動時無偏重干擾,Z向測力穩定。
      f、轉臺與附近件使測量機增加一個轉動運動的自由度,包括分度臺、單軸回轉臺、萬能轉臺和數控轉臺等。

      2、三維測頭
      三維測頭即三維測量傳感器,它可在三個方向上感受瞄準信號和微小的位移,以實現瞄準和測微兩項功能。主要有硬測頭、電氣測頭、光學測頭等。測頭有接觸和非接觸式之分。按輸出信號分,有用于發信號的觸發式 和用于掃描的瞄準式測頭、測微式測頭等。

      測頭是三坐標測量機非學關鍵的部件,是測量機接觸被測零件的發訊開關,測頭精度的高低決定了測量機的測量重復性。可以這樣說,測頭發展的先進程度就標志著三坐標測量機發展的先進程度。三坐標測量機可以配置不同類型的測頭傳感器,按照結構原理,測頭可分為機械式、光學式和電氣式等。機械式主要用于手動測量,光學式多用于非接觸測量,電氣式多用于接觸式的自動測量,新型測頭主要采用電學與光學原理進行信號轉換。

      目前,業界主要采用提機械式測頭。機械式測頭又可分為開關式與掃描式兩在磷礦。開關測頭的實質是零位發訊開關,以TP6為例,它相當于三對觸點串聯在電路中,當測頭產生任一方向的位移時使任一觸點離開,電路斷開即可發訊計數。開關式結構簡單,壽命長,具有較好的測量重復性,而且成本低廉,測量迅速,因而得到較為廣泛的應用。常用接觸式的觸發測頭有Renishaw的機械式觸發測頭等。掃描式測頭不僅能作觸發測頭使用,更重要的是能輸出與探針的偏轉成比例的信號,由計算機同時讀入探針偏轉及沒有機會的往復運動,因此采點率大大提高。掃描測頭用于離散點測量時,探針的三維運動可以確定所在表面的法矢方向,因此更適于 曲面測量。
      Proe逆向抄數之三坐標測量機結構示意圖

      為了提高三坐標測量機的測量效率及精度,需對測頭的類型進行選擇。下面對不同種類型的測頭功能及優缺點進行分析,以供參考。
      a、接觸式測的應用范圍
      1)零件所被關注的是尺寸、間距或位置,而并不強調其形狀誤差。
      2)當確信所用的加工設備有能力加工出形狀足夠好的零件,而注意力主要放在尺寸和位置精度時,接觸式觸發測量是合適的,特別適用于對離散點的測量。
      3)觸發測頭體積較小,適用于測量空間狹窄的部位。
      一般來講,觸發式測頭使用及維修成本較低,在機械工業中有大量的幾何量測量 ,所關注的僅是零件的尺寸及位置。所以,目前市場上的大部分測量機,特別是中等精度測量機,仍然使用接觸式觸發測頭。

      b、掃描測頭的應用范圍
      1)應用于有形狀要求的零件和輪廓的測量。掃描方式測量的主要優點在于能調整地采集數據,這些數據不僅可以用來確定零件的尺寸及位置,更重要的是由于其沒得的數據包括大量的點,能精確地描述形狀、輪廓,這特別適用于對形狀、輪廓有嚴格要求的零件,該零件形狀直接影響零件的性能,也適用于不能確信所用的加工設備能加工出形狀足夠好的零件,而形狀誤差成為主要矛盾的情形。
      2)對于未知曲面的掃描,掃描式測頭顯示出了其獨特優勢,由于后續曲面重構需要大量的點,而觸發式測頭的采點方式顯得太慢,由于是未知曲面,測量機運動的控制方式亦不一樣,即在探索方式下工作,測量機根據已運動員的軌跡來計算下一步運動的軌跡、計算采點密度等。

      c、測頭選擇的原則
      1)在可以應用接觸式測頭的情況下,慎選非接觸式測頭。
      2)在只測尺寸、位置要素的情況下,盡量選接觸式觸發測頭。
      3)在考慮成本又滿足要求的情況下,盡量選接觸式觸發測頭。
      4)對主輪廓精度要求較高的情況下,選用非接觸式測頭。
      5)掃描式沿著應當可以對離散點進行測量。
      6)考慮掃描式測頭與觸發式測頭的互換性。
      7)易變形零件、精度不高零件、要求超大量數據的零件的測量,優先考慮采用非接觸式測頭。
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