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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。
# }7 ~. p: ?/ c0 P坐标测量机的自动化
. i0 A, t& L7 p9 B5 r# b; E! L3 g自控化. q m% p1 Z: Q( b: u6 [
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。
4 H* w# w: d! K6 T9 G) m电子化:触发式电子测头: E: e8 \: |& L( G1 z) z
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。
" R6 P( G, k0 |- h$ @7 S G. j程序化4 P" |$ x( t( m% O2 u
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。; I& f: `1 T4 o- @3 w2 K
算法
! ^/ _ S- Z3 R% _& `5 Y' S 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。
9 A5 C3 c5 f) B5 d2 }3 p测量机主机9 C! V& k4 u3 s% `
控制系统
; B6 d2 y8 h# |( g测头、测座系统
# ^9 s5 F0 d4 R, H计算机系统
+ E9 F/ B7 M$ I依测量机的基本硬件,有多种结构形式:! B8 r/ Z, }- S; v+ n8 f
桥式(活动桥式Moving bridge type/固定桥式Fixed bridge type );
3 Y4 R: @& b0 j$ e$ ?) S5 d龙门式Gantry type ;: q, w$ M/ ^1 ?0 ]- {& i% E
水平臂式Moving table horizontal arm type ;
1 M3 O' T) p" X关节臂式。, S @- {9 p$ z; h- q
其他型式:激光跟踪仪: K5 n% u% t# u! n
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;2 M6 U& ?# y. L6 |9 |$ Y
对光栅读数进行处理;5 r% M& ?5 X: {" f) p% s' t, S
在有触发信号时采集数据;
O/ h' n m8 W1 }4 U# u/ u8 |采集温度数据,进行温度补偿;
2 {1 K9 s G1 R0 |# X5 b根据补偿文件,对测量机进行21项误差补偿;
/ u3 c4 z! s9 q( q* m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;
& ]. r; m/ {" w$ r! z' {(对扫描测头的数据进行处理,并控制扫描);
, k0 G7 S6 L8 j8 ` D* ^与计算机进行各种信息交流。+ Q" b* \/ s9 x( K& \0 K9 @
对控制系统进行参数设置;7 k' ^6 a! d! n9 B- i0 [
进行测头定义和测头校正,及测头半径补偿;, e/ ~# p- I, Z, q h3 ]8 Z
建立坐标系(零件找正);, x9 E! V' m0 L- p
对测量数据进行计算和统计、处理;
3 R+ f! ?7 ~/ d0 d& Z7 ^编程并将运动位置和触测控制通知控制系统;0 u+ E+ G3 G0 a) R# ^
输出测量报告;
; K% i6 Y" Z: t( e% t+ O/ R( |) g保存、传输测量数据到指定网路或计算机。+ ~5 u! U3 A! {3 I4 B1 E6 @
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