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三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是如何測(cè)量的
閱讀：43 發(fā)布時(shí)間：2023-4-15 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是現(xiàn)代化的一種可以自動(dòng)進(jìn)行測(cè)量數(shù)據(jù)技術(shù)，是高精度、高效率自動(dòng)化測(cè)量信息技術(shù)企業(yè)發(fā)展的重要體現(xiàn)。 按其機(jī)構(gòu)形式可分為橋式，龍門式，便攜式，懸臂式等。 橋型是一種非常常見(jiàn)的結(jié)構(gòu)形式。 公司的CMM大多是橋式結(jié)構(gòu)，適合日常教學(xué)和應(yīng)用。CMM的測(cè)量原理是精確地測(cè)量該表面的部分的空間坐標(biāo)值，有一定的算法擬合線，面，圓柱體，球體等測(cè)定的元素后，通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算，形狀，位置和其它幾何數(shù)據(jù)。可見(jiàn)，精確方法測(cè)量出一個(gè)零件表面點(diǎn)的坐標(biāo)，是評(píng)價(jià)不同形狀、位置等幾何量誤差的基礎(chǔ)。
然而，坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的實(shí)際應(yīng)用是不夠的，這主要是因?yàn)樵撟鴺?biāo)測(cè)量機(jī)的操作要求有專業(yè)知識(shí)的基礎(chǔ)上，非專業(yè)人士很難對(duì)后期編程操作，更重要的是，沒(méi)有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量方法如選擇是點(diǎn)的數(shù)量，位置等，企業(yè)，高校更多地依賴于工作完成后測(cè)試，實(shí)踐和教學(xué)經(jīng)驗(yàn)豐富的調(diào)查員。
本文主要針對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量工作過(guò)程可以進(jìn)行一個(gè)簡(jiǎn)要分析，去除技術(shù)人員、經(jīng)驗(yàn)、特殊工件對(duì)測(cè)量系統(tǒng)流程的影響，提出發(fā)展具有社會(huì)普遍適應(yīng)性的測(cè)量流程，包括通過(guò)分析工件圖紙、設(shè)計(jì)方法測(cè)量方案、完成測(cè)量過(guò)程、評(píng)價(jià)測(cè)量結(jié)果及打印測(cè)量報(bào)告等。 這些將幫助CMM的初學(xué)者學(xué)習(xí)和鞏固，這是測(cè)量人員形成良好測(cè)量習(xí)慣和標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量流程的重要知識(shí)庫(kù)。
1：測(cè)量過(guò)程分析
本文Daisy8106類型的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，例如，測(cè)量軟件AC-DMIS通用，用實(shí)際教學(xué)，CMM測(cè)量程序的簡(jiǎn)要分析相結(jié)合。
1.1測(cè)量要求與流程
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種方法精密度很高的測(cè)量技術(shù)設(shè)備，對(duì)工作生活環(huán)境發(fā)展有著非常嚴(yán)格控制要求，如溫度應(yīng)控制在20+/-2℃，濕度可以控制在40%-60%，以及學(xué)生良好的防震保證。
待測(cè)量的分析圖中的附圖被確定基本上測(cè)量規(guī)劃過(guò)程中，如選擇的基準(zhǔn)的，測(cè)量點(diǎn)的配置等。
測(cè)量工作之前要選擇一個(gè)合適的測(cè)頭并進(jìn)行測(cè)頭校驗(yàn)，獲取測(cè)球半徑值。 探頭標(biāo)定一般以標(biāo)準(zhǔn)球?yàn)榛鶞?zhǔn)，測(cè)量點(diǎn)法至少取5個(gè)點(diǎn)，即標(biāo)準(zhǔn)球的頂部取1個(gè)點(diǎn)，赤道測(cè)量4個(gè)點(diǎn)。當(dāng)校準(zhǔn)，測(cè)量頭，探針，標(biāo)準(zhǔn)的球必須保留和清潔的表面。測(cè)頭校驗(yàn)是開(kāi)始進(jìn)行測(cè)量的首要環(huán)節(jié)，對(duì)測(cè)量研究結(jié)果分析影響具有較大，務(wù)必足夠重視。
為了避免使用機(jī)械坐標(biāo)帶回零測(cè)量誤差的系統(tǒng)，測(cè)量工件的開(kāi)始坐標(biāo)系統(tǒng)之前也需要。建立一個(gè)合適的坐標(biāo)系是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)后續(xù)測(cè)量的基礎(chǔ)，合理的坐標(biāo)系將有助于學(xué)生提高工程測(cè)量精度和測(cè)量技術(shù)效率，并且，批量檢測(cè)時(shí)，在編程中建立企業(yè)適當(dāng)?shù)淖鴺?biāo)系之間可以有效降低管理工作強(qiáng)度，提高自己測(cè)量速率。 總之，建立坐標(biāo)系的方法有三種：
①工件的對(duì)準(zhǔn)位置。當(dāng)建立了坐標(biāo)系的幾何規(guī)則，主要用于在工件的測(cè)量中，沒(méi)有要求或不三維模型。運(yùn)用該方法可以建立一個(gè)工件坐標(biāo)系時(shí)必須嚴(yán)格遵守321法則，即首先在待測(cè)工件上采三個(gè)方面以上的點(diǎn)來(lái)分析確定設(shè)計(jì)基準(zhǔn)平面，其次在工件上測(cè)量技術(shù)兩個(gè)以上的點(diǎn)來(lái)確定基準(zhǔn)線，我們確定基準(zhǔn)點(diǎn)，完成坐標(biāo)系之間建立。
@RPS對(duì)齊。使用工件坐標(biāo)系的需要RPS對(duì)準(zhǔn)以建立三維模型，主要用于工件本身不是起源，還是不能找到相應(yīng)的參考元件，用于薄壁表面，如金屬板件，如汽車，飛機(jī)部件，坐標(biāo)系更在身體或身體的這些部件。
③三個(gè)中心點(diǎn)找正。三個(gè)中心點(diǎn)找正建立一個(gè)坐標(biāo)系的方法簡(jiǎn)稱三點(diǎn)找正，需要使用三維結(jié)構(gòu)模型，主要研究針對(duì)存在一些具有特殊工件需通過(guò)以下三點(diǎn)找正確定工件位置的情況。 其中，三個(gè)中心點(diǎn)必須是空間的非矢量元素，可以確定準(zhǔn)確的位置。元件包括一個(gè)點(diǎn)，圓形，橢圓形，球形，方形凹槽，圓槽，但光點(diǎn)位置精度必須采用，圓形，橢圓形，方形槽，所述環(huán)形槽之前必須投影坐標(biāo)系成立。
為了能夠得到發(fā)展更加全面準(zhǔn)確的測(cè)量系統(tǒng)數(shù)據(jù)，測(cè)量工作過(guò)程中我們要注意工件的擺放，以保證工件測(cè)點(diǎn)順序與測(cè)針移動(dòng)學(xué)習(xí)方向一致，這樣測(cè)頭移動(dòng)更合理、安全。CMM來(lái)完成各種通過(guò)拾取的表面點(diǎn)的空間坐標(biāo)測(cè)量的幾何數(shù)據(jù)量，從而，數(shù)量和位置的測(cè)量點(diǎn)的選擇是至關(guān)重要的。理論上，采點(diǎn)越多越好，合理地進(jìn)行增加學(xué)生測(cè)量點(diǎn)數(shù)可有效方法降低工程測(cè)量的不確定度，實(shí)際中，采樣點(diǎn)盡可能多且分布均勻，覆蓋整個(gè)中國(guó)元素應(yīng)用范圍，并符合設(shè)計(jì)元素可以測(cè)量采點(diǎn)規(guī)律。 此外，還可以通過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算分析點(diǎn)數(shù)和位置。 金等人研究了測(cè)量點(diǎn)數(shù)與測(cè)量結(jié)果的關(guān)系。 結(jié)果表明，測(cè)量點(diǎn)數(shù)越多，測(cè)量結(jié)果越準(zhǔn)確，但實(shí)際應(yīng)用較少。當(dāng)企業(yè)批量測(cè)試，會(huì)降低測(cè)量的效率過(guò)度測(cè)量點(diǎn)，根據(jù)該測(cè)量任務(wù)和精度，以及確定所述測(cè)量點(diǎn)的位置。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)拾取空間采樣點(diǎn)坐標(biāo)后，經(jīng)過(guò)學(xué)習(xí)數(shù)學(xué)運(yùn)算能力才能發(fā)展得到一個(gè)零件的幾何特征參數(shù)誤差，算法中多采用較小二乘法。
1.2測(cè)量結(jié)果評(píng)價(jià)與誤差來(lái)源分析
測(cè)量過(guò)程完成后，分析的測(cè)定和評(píng)價(jià)的結(jié)果，主要誤差源是分析，是要求高精確度的檢測(cè)，對(duì)產(chǎn)品的評(píng)價(jià)直接影響的產(chǎn)物。它是通過(guò)測(cè)量可靠性的表達(dá)，定量的計(jì)算描述問(wèn)題就是一個(gè)測(cè)量不確定度。 測(cè)量不確定度的主要影響因素如下：
①方法錯(cuò)誤。主要是指引起的缺陷，例如在選擇挖掘部位的數(shù)量和位置，選擇所述參考測(cè)量，如工件安裝是合理的測(cè)量誤差。測(cè)量研究方法的選擇要建立企業(yè)在對(duì)設(shè)計(jì)圖紙與零件裝配、功用等的透徹分析技術(shù)基礎(chǔ)上，對(duì)于學(xué)生不明確的地方，可以由有經(jīng)驗(yàn)管理人員來(lái)把握。
②設(shè)備錯(cuò)誤。它指的是通過(guò)在引起測(cè)量裝置中固有的誤差的測(cè)量誤差，一般用誤差或測(cè)量機(jī)的不確定性所示被表示，這是關(guān)系到機(jī)器的使用條件，并因此，在例行維護(hù)和定期CMM的補(bǔ)償精度是至關(guān)重要的，進(jìn)一步，探針是這樣的錯(cuò)誤，例如，當(dāng)所測(cè)量的旋轉(zhuǎn)定位不同角度座椅產(chǎn)生的錯(cuò)誤的重要來(lái)源的一部分。誤差補(bǔ)償技術(shù)是修正測(cè)量系統(tǒng)設(shè)備誤差的重要方式方法，科研教育工作者也進(jìn)行了深入的研究，是未來(lái)可以提高三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量精度的主要經(jīng)濟(jì)發(fā)展變化趨勢(shì)。
3人事錯(cuò)誤。 是指測(cè)量中引入的誤差，如測(cè)量速度，方向和強(qiáng)度的差異所引起的誤差。收斂測(cè)量多種因素的操作過(guò)程中測(cè)量的技術(shù)盡可能，減少到較低限度，因?yàn)橄嗤臏y(cè)量力，均勻的過(guò)渡測(cè)量速度等，并利用CMM自動(dòng)測(cè)量模式的，其可以以一一定程度上減少了人員的錯(cuò)誤。
④環(huán)境誤差。指由于社會(huì)環(huán)境影響因素與測(cè)量技術(shù)設(shè)備管理規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)不一致而引起的誤差。其中較大的溫度，濕度，壓力，振動(dòng)，粉塵等在對(duì)測(cè)量精度的溫度。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行工作時(shí)的溫度要求是20+/-2℃
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種精密測(cè)量方法，其測(cè)量過(guò)程嚴(yán)格。在本文中，對(duì)測(cè)量過(guò)程的詳細(xì)分析，包括環(huán)境要求測(cè)量的主要部分，檢查探頭，建立工件坐標(biāo)系，和工件的位置和采樣點(diǎn)的數(shù)量的顯示位置，還討論了所產(chǎn)生的測(cè)量誤差源，方法錯(cuò)誤，設(shè)備故障，人員錯(cuò)誤，錯(cuò)誤的環(huán)境，并提出對(duì)策中。實(shí)踐研究證明，良好的測(cè)量操作與測(cè)量結(jié)果誤差分析企業(yè)能夠有效實(shí)現(xiàn)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的高精度、高效率使用，同時(shí)，也是測(cè)量工作人員的重要信息素養(yǎng)發(fā)展要求。