实验一 三坐标测量仪数据测量实验1.docx
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实验一三坐标测量仪数据测量实验1
.实验一三坐标机的应用
1.实验目的
(1)了解三坐标测量机的组成及工作原理。
(2)掌握PC-DMIS系统的基本功能。
(3)掌握测头的校准。
(4)掌握建立零件坐标系的方法。
(5)掌握基本元素的手动与自动测量。
(6)掌握构造元素的方法。
(7)学会及测量数据的导出。
2.实验设备和工具
(1)三坐标测量机。
(2)环氧树脂齿轮。
3.三坐标机的类型与组成
三坐标测量机是一种高精度测量设备,它在现代高端制造业及逆向工程中有着重要的作用。
按活动机主机结构包括:
活动桥式、固定桥式、单边高架桥式。
活动桥式固定桥式单边高架桥式
4、测量主机
本次实验所使用的为CROMA活动桥式测量机,主要由测量机主机、控制系统、测座测头系统、计算机和测量软件几部分组成。
测量主组成如下图。
5、控制系统
控制系统是测量机的控制中枢,主要功能:
控制、驱动测量机的运动,三轴同步、速度、加速度控制;在有触发信号时采集数据,对光栅读数进行处理;采集温度数据,进行温度补偿。
6、测座测头系统
测座测头系统是数据采集的传感器系统,测座分为手动和自动两种,主要功能:
测座根据命令旋转到指定角度;测头控制器控制测头工作方式转换;测头传感器在探针接触被测点时发出触发信号。
7、测杆
测头加长杆(50,100,200mm)
测针加长杆
附件
8、安装顺序
(1)ProbeHead:
PH10T
(2)Extentsion:
PEL1/2/3/4
(3)Probe:
TP20BodyTP20Module
(4)Extension:
20mm
(5)Tips:
4by20mm
计算机(又称上位机)和测量软件是数据处理中心,主要功能:
对控制系统进行参数设置;进行测头定义和测头校正,及测针补偿;建立零件坐标系(零件找正);对测量数据进行计算和统计、处理;编程并将运动位置和触测控制通知控制系统;输出测量报告;传输测量数据到指定网路或计算机。
9.
操纵盒说明
SERVOPWRON:
电机加电按钮,按下后电机上电指示灯亮;
Joystick:
方向摇杆,左右为X轴方向,前后为Y轴方向,旋转摇杆为Z轴方向;
E-STOP:
急停按钮,按下后三轴电机掉电,顺时针旋转1/4圈,急停按钮弹起;
SERVOREADY:
指示系统已准备进入自动模式;
SERVOPWRON:
指示所有的电机都已激活;
RECORD:
删除测量点;
DRIVE:
添加移动点;
XLOCK:
灯亮时,指示X轴方向不能手动移动;
YLOCK:
灯亮时,指示Y轴方向不能手动移动;
ZLOCK:
灯亮时,指示Z轴方向不能手动移动;
SLOW:
移动速度切换键,灯亮,慢速,速度为19.05MM/S。
PART:
此按键灯亮时,测量机按工件坐标系移动。
UMP360控制器不适用;
JOY:
激活操纵盒摇杆,灯亮,摇杆可以使用;2分钟不用,此指示灯自动熄灭;
AUTO:
自动测量模式键,测量机由软件程序来控制;
SERVOPOWEROFF:
电机断电键;
RTNTOSCREEN:
测量确认键,当测量点数满足元素要求后,按确认键,完成测量。
10.实验步骤
(1)检查滑动导轨周围有无障碍物,并接通供气系统和计算机电源;
(2)打开总气源开关、气阀开关和计算机
(3)待气阀开关旁的压力表压力达到工作要求(最小供气压力0.5MPa),接通控制系统电源,将计算机插上密钥(测头盒中的U盘),双击桌面按钮,起动PC-DMIS控制软件。
(4)冷启动时,软件窗口会提示进行回机器零点的操作。
此时将操纵盒的“加电”键
(左上角)按下,接通驱动电源,然后按操作盒上的按钮,
点击桌面上的【确认】键,测量机进入回机器零点过程,三轴依据设定程序依次回零点。
(5)
新建零件名。
选填(可填可不)
(6)加载测头文件。
(7)加载测头。
点击“空连接”,在“测头说明”下拉三角形中选择“PROBE-TP20”测头,接着在下拉三角形中选择加长杆“EXTEN20MM”,最后在下拉三角中选择测尖号“TIP1BY20MM”
在“测头功能”菜单——【结果】中可以查看校验结果
PC-DMIS界面
(8)修改测量模式为“程序模式”。
【操作】——【图形显示窗口】——【程序模式】
(9)3-2-1法新建坐标系
“3”——不在同一直线上的三个点能确定一个平面,利用此平面的法线矢量确定一个坐标轴方向——找正;
“2”——两个点可确定一条直线,此直线可以围绕已确定的第一个轴向进行旋转,已此确定第二个轴向——旋转;这个点可以是圆、球等;
“1”——一个点,用于确立坐标系某一轴向的原点;利用平面、直线、点分别确定三个轴向的零点(零点)——“平移”。
(10)检验坐标系
操纵手动盒,让测量机沿着某两个方向运动,注意电脑上显示的坐标增减是否与所建坐标系的方向一致,若一致,则坐标系建成,反之则重新建立坐标系。
(11)对所测物件进行测量。
(12)导出所测数据。
【文件】——【导出】——选择格式。
(13)退出软件系统,关闭控制系统电源,关闭总气源开关,拔出电源插座,整理卫生。
6.注意事项
(1)每次开机前首先检查供气压力达到要求后才能开控制柜:
三联体处压力:
0.4Mpa—0.6Mpa(1bar≈0.1Mpa≈14.5psi)
气源的供气压力:
≥0.6Mpa。
(2)当三联体存水杯中油水混合物高度超过5mm时需要手动放水。
机器的供气压力正常,而三联体处压力不能调到正常值时,则需更换滤芯。
(3)测量机房的温度保持在20±2℃,相对湿度25~75%。
(4)稳压电源的输出电压为220±10V。
(5)气源的出口温度为20±4℃。
(6)每天开机前用高织纱纯棉布(或医用脱脂棉花)沾无水酒精清洁三轴导轨面,待导轨面干后才能运行机器。
严禁用酒精清洁喷漆表面及光栅尺,光栅尺请用高织纱纯棉布(或医用脱脂棉花)轻轻擦拭,切记不可用任何有机溶剂。
(7)开机顺序为:
先开控制柜和计算机,进入测量软件后,再按操纵盒上的伺服加电键。
(8)每次开机后先回机器零点。
在回零点前,先将测头移至安全位置,保证测头复位旋转和Z轴向上运行时无障碍。
(9)在拆装测头、测杆时要使用随机提供的专用工具,所使用的测头需要先标定。
(10)旋转测头、校验测头、自动更换测头、运行程序等操作时,保证测头运行路线上无障碍。
(11)程序第一次运行时要将速度降低至10~30%,并注意运行轨迹是否符合要求。
(12)在搬放工件时,先将测头移至安全位置,要注意工件不能磕碰工作台面,特别是机器的导轨面。
(13)长时间不用的钢制标准球,需油封防锈。
(14)在使用花岗石工作台上的镶嵌件固定工件时,扭矩不得超过20Nm。
(15)如果发现异常情况,请首先记录软件提示的错误信息,传真或电话通知思瑞,未经指导和允许请勿擅自进行检查维修。
(16)计算机内不要安装任何与三坐标测量机无关的软件,以保证系统的可靠运行。
(17)空调应24小时开机,空调的检修时间放在秋天进行,从而保证测量机正常使用。
(18)严禁操作人员操作过程中,头部位于Z轴下方。
(19)开机后,首先检查Z轴是否有缓慢上下滑动的现象,如有此现象,请与思瑞联系。
(20)待机和运行过程中,禁止手扶或者倚靠主立柱或副立柱。
(21)禁止在工作台导轨面上放置任何物品,不要用手直接触摸导轨工作面。
(22)禁止自行打开外罩或调试机器,否则引起的后果由用户承担。
(23)在测量机运行过程中,注意身体的任何部位都不能处于测量机的导轨区或。
(24)在上下料过程中,按下急停开关。
7.思考题
(1)坐标测量机由哪几部分组成?
它们各有哪些功能?
(2)说明测量机启动和关闭的次序?
(3)校验测头的目的?
(4)测量机的哪些部位是基准?
(5)为什么测量机开机时首先要回机器零点?
(6)操作盒长时间不用时会自动断电,当需要使用时需要怎样重新启用?
(7)使用手动方式(或操纵杆方式)测量零件时,要注意哪些问题?
(8)最小二乘法的原理?
实验记录
8.环氧树脂齿轮的主要参数
齿轮名称
基本参数
法向模数mn:
齿数z:
螺旋角β:
名称
符号
计算公式
计算结果
法向齿距
Pn
Pn=mnπ
齿顶高
ha
ha=mn
齿根高
hf
hf=1.25mn
齿高
h
h=2.25mn
分度圆直径
d
d=mnz/cosβ
齿顶圆直径
da
da=d+2mn
齿根圆直径
df
df=d-2.5mn
中心距
a
a=mn(z1+z2)/2cosβ
9.三坐标机基础知识分析(选择填空题)
(1)实验使用的三坐标机为桥式。
(2)建立坐标系除了“3-2-1”法,还有法。
(3)测尖“TIP2BY20MM”表示。
(4)操作盒上的“X-LOCK”亮表示。
(5)对已经校验好的测头还可以重新校验吗。
(6)校验模式:
一般应采用,在采点数为9~12点
时,层数应选择层。
起始角和终止角可以根据情况选择,一般球形和柱形测针采用
度(填范围),才能使齿轮(蜗轮)轴向定位。
(7)鼠标滚轮前后滚动可对特征图形缩小或者放大;同时按下,选中特征图形后松开,即对其局部放大;在图形窗口中,中线以上点击鼠标右键是,相反中线以下点击鼠标右键是,且鼠标位置离中线越远放大或缩小的程度越大;键可将图形显示窗口恢复到最佳视图大小。
(8)在图形窗口中,Ctrl+鼠标右键(不松开)移动鼠标或者按住移动鼠标可对特征图形进行旋转。
(9)建立坐标系要按以下三个步骤进行:
,和。
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