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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。
& L' T1 P" @7 e% Q, ]' p坐标测量机的自动化
% R# `' S9 S3 Y自控化7 U' W0 G- i3 G( o
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。
. X |+ [5 B1 @" Y+ i" E5 V电子化:触发式电子测头* ^2 V; D( j; N. r- X
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。
* E$ F) B2 Z7 i$ W. ]" C程序化* w# h% i* z1 X s$ a
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。! d* x1 y' m! N7 M! _/ K: x
算法
8 J5 [0 D) L0 C: 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。
- H R; v* [; b测量机主机
- ?/ Q) j) ~( W" }控制系统
9 Y0 ^8 m6 u3 ?$ W0 \测头、测座系统
* q/ ?- h& O6 _8 F" U计算机系统
6 l2 O1 W! v& R; @) h7 ^0 O/ K4 B6 ]依测量机的基本硬件,有多种结构形式:
: A4 m- i# W8 K- q+ b/ ?桥式(活动桥式Moving bridge type/固定桥式Fixed bridge type );+ v. M, x) P3 k% S" Q. g9 E
龙门式Gantry type ;: P! v5 P- Y+ s$ [, [
水平臂式Moving table horizontal arm type ;8 Q( u; h+ N! O. F* z
关节臂式。3 X {( A3 [/ I: V R
其他型式:激光跟踪仪; f' G6 Q& s8 Z2 b: z& 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; H6 }5 y7 ?0 y3 ~; |7 I; l/ v
对光栅读数进行处理;+ t# B! N& ^6 {2 }
在有触发信号时采集数据;
# M8 T# f1 t8 g$ J# ]6 G采集温度数据,进行温度补偿;% e9 g) f8 k% g1 [' @0 c' B
根据补偿文件,对测量机进行21项误差补偿;
/ o/ k7 Y+ { q# u \* [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;
) P2 s: _) L0 o" o& _& s(对扫描测头的数据进行处理,并控制扫描);
* X3 K1 j$ o* U# c与计算机进行各种信息交流。
7 {: z; u& m: U对控制系统进行参数设置;
& j% t8 T& q- h8 K! a- A进行测头定义和测头校正,及测头半径补偿;7 J9 @! u R0 {' M% L8 d
建立坐标系(零件找正);
/ [2 z3 m3 R0 i6 G对测量数据进行计算和统计、处理;
: B! Y' B; @+ B编程并将运动位置和触测控制通知控制系统;; d! B5 n& A0 W# M! |
输出测量报告;
0 E& ]7 P' p% O; A: S保存、传输测量数据到指定网路或计算机。) t: W7 c5 j/ K& G3 f
; Y) i1 n" P4 o) @5 t2 s' O |
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