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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。
: R; D7 p& \4 \+ w7 U' Z坐标测量机的自动化
9 Z9 [3 O, A/ f+ A4 u+ S+ A. m自控化$ a& d4 O2 e" F! @% i
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。
. Q5 _0 m! y8 r# \! n2 ?& J* M电子化:触发式电子测头( c3 l/ ?$ h! {) \$ u
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 j0 F, r: t$ ~) E! t
程序化' z8 @/ q1 Q$ H% G* {) w+ l
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。
/ ]/ H, \- W& v" u6 \算法
, L7 w: R% v3 r5 K+ i- B0 N 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。
: w3 S( z( ^& K7 n% g测量机主机5 ?6 O; n# h4 Z" j
控制系统
5 h7 Z2 Y2 G# `4 K/ K3 E: Y测头、测座系统
; I3 ~6 h( i3 e+ q- _计算机系统
# a0 ? J- C1 u C/ s+ T依测量机的基本硬件,有多种结构形式:7 [- {- u* g# |8 m0 [) B7 J4 E
桥式(活动桥式Moving bridge type/固定桥式Fixed bridge type );
5 T" N C( l$ U @! y+ l. ]# @龙门式Gantry type ;( V5 Z) y+ g% f3 i3 M! ^
水平臂式Moving table horizontal arm type ;
# A4 ?9 B4 p O, L, \6 |关节臂式。
F! n/ I5 b# D$ |( a; C9 P其他型式:激光跟踪仪2 f9 h0 _% u: u9 Q' L% u
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" @7 a v/ q' G- H" N1 m# k对光栅读数进行处理;+ J* i. i- J, U `
在有触发信号时采集数据;, I, u8 |! }7 i z4 P
采集温度数据,进行温度补偿;" v; I/ u+ v. O) E; O; w
根据补偿文件,对测量机进行21项误差补偿;
4 F' |# K+ l9 e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;0 {% L: T, k- f% w
(对扫描测头的数据进行处理,并控制扫描);
2 ~2 y+ H6 y' N, l" `2 M, I" v与计算机进行各种信息交流。5 W) ~" G7 A0 S! i7 k
对控制系统进行参数设置;
5 p, y3 T" ]# `' }# Y1 z) n0 z* |进行测头定义和测头校正,及测头半径补偿;
0 M6 b5 f0 V2 w& b9 f& z2 Y$ w建立坐标系(零件找正);
8 h* O1 w p; ]& L) b对测量数据进行计算和统计、处理;, X9 T1 P z. T' B4 u5 q
编程并将运动位置和触测控制通知控制系统;
, Z. U. M+ h! J d) R6 _: v9 Q输出测量报告;. I) g, B; K% O3 n
保存、传输测量数据到指定网路或计算机。9 q$ X# s8 ~6 C8 h% l6 o9 e4 C
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