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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。
+ y) \! r7 V* f( ?6 }/ W坐标测量机的自动化. z: q9 V: k; D" o4 J' v1 `0 ^
自控化0 g) E- s8 U5 y/ N9 B5 \0 k
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。/ p+ N* W* P4 M) I3 R
电子化:触发式电子测头
5 o8 Q0 R8 r: Y0 K 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。
! v) L5 A3 h& P% f$ Y6 I" m0 x程序化
) i, r, z$ b9 d) G/ W' i2 C9 z 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。
/ u8 }+ E4 s9 ?) ?( m( `算法+ v% J* j, D, o u
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。
5 N @, [3 u; p测量机主机
+ u' Z& }% b0 N& v0 v5 g4 E控制系统7 w' z5 }: B, l9 U# C
测头、测座系统
/ t2 M5 `# _. U, V8 J计算机系统
2 X! C( _& t& C+ {, l6 e依测量机的基本硬件,有多种结构形式:
. H; H" o4 D9 \' N2 N8 K桥式(活动桥式Moving bridge type/固定桥式Fixed bridge type );
" K6 J1 Q! A) W" e1 k: h+ Z+ \龙门式Gantry type ;: F' O# G" d. S& S% W+ I2 F
水平臂式Moving table horizontal arm type ;
8 A9 Q; E+ [* I, a5 i# u+ \3 _关节臂式。
7 r: Y2 v: u% o) e其他型式:激光跟踪仪5 }# o" }& n( 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;
7 I& q0 l1 X1 x1 X5 ^1 [对光栅读数进行处理;
/ R; ?# @( e' s2 {: | \6 F在有触发信号时采集数据;
) ]( D1 e' f3 l) ]) q2 A) |采集温度数据,进行温度补偿;5 I* E3 w7 M8 q2 |9 ]2 T
根据补偿文件,对测量机进行21项误差补偿;! h/ W. L/ Q8 j9 Z" Z* O+ N
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;
+ H& ~. q% ~" N* e(对扫描测头的数据进行处理,并控制扫描);
# q4 k9 A6 u9 F与计算机进行各种信息交流。: x& Q' z. `( _: g, ]+ n
对控制系统进行参数设置;
! ~! X/ k w, [# [进行测头定义和测头校正,及测头半径补偿;
7 ~( L- h, j$ `建立坐标系(零件找正);
$ I# Z7 W5 V. T对测量数据进行计算和统计、处理;" T/ o& I2 `" z! @, m; s* T
编程并将运动位置和触测控制通知控制系统;( {) S5 V& B, H- b5 g2 w3 I
输出测量报告;, K1 ^/ [& w. m1 d
保存、传输测量数据到指定网路或计算机。
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7 }- S7 e J; P# c/ I7 | d0 S5 f7 m: X: g |
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