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坐标测量机(coordinate Measuring Machine, CMM)出现在19世纪60年代早期至中期,这些早期的模型相对于当今的标准在结构上非常简单,而且没有计算机。 尽管现代坐标测量机相对于那些早期模型更加复杂,但其基本思想仍然相同:构建一个带有三个测量轴相互垂直的刚性结构,在各个轴上制作刻度并分别标记为X、Y和Z轴,而且Z轴上还必须装有用于测量的探头。为了让各轴能够移动,通过空气扩散将结构浮在空气之上,或使用轴承衬套。除此之外还必须设计出读数器,这样坐标测量机的位置在任何时候都能进行记录。- a6 f$ `% W- a
坐标测量机的自动化
1 l) w9 f% G3 m2 _+ R. I5 N自控化
; ^% Y( M$ b1 j, j 在每个轴增加一个电机和控制器,这样允许计算机来控制运动,这要求软件中加入运动算法和基本的运动特征测量。
* U9 O$ `% S. i电子化:触发式电子测头! ]; ~& s9 @- x# C" E3 o2 e7 E$ f
在计算机应用于坐标测量机的同时,第一个电子开关测头应用并取代了锥型测头。电子测头的增加要求额外的算法添加至软件中,以根据从电子测头和刻度传送过来的信号计算测量值。, _7 B% x3 j4 m: V3 }& }
程序化( I6 k* M" f& \. H8 @5 H5 f- Q5 Y1 N! g
当将正确的测量程序存储在磁盘上后,一连串指令就可以重复顺序操作。这意味着更多的产品类型可以检测,因为相同的零件程序可以在需要检测零件时重复调用。
4 b2 b5 q! Y$ i o. z: n4 k" z算法
7 K/ N! a T8 Q: G 基本的算法只需要很少的点数:平面3点、圆3点和直线2点。为了提高坐标测量机的重复性,在软件中加入最适合的算法,它允许多点测量特征并将平均值定义为它的尺寸和位置,加入至软件中。 ' s" Z; @0 d3 S7 W
测量机主机+ t4 J7 `! ?. F! x# h9 I v6 q
控制系统* B- a' \3 h# c$ x T" S3 C, Y
测头、测座系统
# {9 t# W/ ]( ~2 A7 ?计算机系统
7 H, G9 Q) V. h; M: N# z依测量机的基本硬件,有多种结构形式:
" O0 _+ T. [5 H5 j. ]4 F/ ^桥式(活动桥式Moving bridge type/固定桥式Fixed bridge type );
- n: F9 f u$ G/ Y6 ]5 Y9 T龙门式Gantry type ;% V" l1 W* q. g, o, J% c3 F
水平臂式Moving table horizontal arm type ;3 \9 n/ i p+ W8 e$ {3 f
关节臂式。" V, Z8 K* C9 _: A0 o/ [
其他型式:激光跟踪仪0 A; l8 D* e/ v4 F
工作台(一般采用花岗石/铸铁),用于摆放、固定零件支撑桥架;控制、驱动测量机的运动,三轴同步、速度、加速度控制;
( O& n! ~, S" O对光栅读数进行处理;* V$ u5 t3 G4 e
在有触发信号时采集数据;$ h3 L- t2 c& ^) A5 ]) x
采集温度数据,进行温度补偿;
- W2 q1 S3 ?, h! U根据补偿文件,对测量机进行21项误差补偿;5 x" s0 S4 r7 | X; ]; b% L8 y6 v
对测量机工作状态进行监测(行程控制、气压、速度、读数、测头等),采取保护措施;
. v( X: w- J, |(对扫描测头的数据进行处理,并控制扫描);% I% f" y- }6 \- e0 W# O' y
与计算机进行各种信息交流。& d- l. W: D) n2 W* u
对控制系统进行参数设置;
* P! w0 s# [( H2 ~进行测头定义和测头校正,及测头半径补偿;- c( w8 V* N+ p4 K
建立坐标系(零件找正);+ }( b& m' M( j8 @2 F& a1 j
对测量数据进行计算和统计、处理;
1 [0 y A1 i( k6 e' V% i编程并将运动位置和触测控制通知控制系统; c$ \8 w! l w: }1 z
输出测量报告;, ]" B: U4 o7 x3 b9 e1 G
保存、传输测量数据到指定网路或计算机。( @2 [2 o. z& t
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