三坐标测量机的介绍及应用领域

1、三坐标测量机的介绍及应用摘要:我公司是专业提供机械测量解决方案的服务提供商,包括三坐标测量、径向跳动测量等。根据我们多年为客户提供服务的实战经验,本文就三坐标测量机的定义,测量原理,测量方法,以及应用等内容进行详细的讲解。一、三坐标测量机的介绍三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine, CMM 是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量仪或三次元。 二、三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一,因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规,并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟

2、。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据,为操作者提供关于生产过程状况的有用信息,这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间,可获得被测物体上各测点的坐标位置,根据这些点的空间坐标值,经计算求出被测物体的几何尺寸,形状和位置。三、三坐标使用方法:CMM按测量方式可分为接触测量和非接触测量以及接触和非接触并用式测量,接触测量常于测量机械加工产品以及压制成型品、金属膜等。本文以接触式测量机为例来说明几种扫描物体表面,以获取数据点的几种方法,数据点结果可用于加工数据分析,也可为逆向工程技术提供原始信息。扫描指借助测量机应用PC- DMIS软件在被测物体表面特定区域内进行数据

3、点采集。此区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线。扫描类型与测量模式、测头类型及是否有CAD文件等有关,状态按纽(手动/DCC决定了屏幕上可选用的“扫描”(SCAN选项。若用DCC方式测量,又具有CAD 文件,那么扫描方式有“开线”(OPEN LINEAR、“闭线”(CLOSED LINEAR、“面片”(PATCH、“截面”(SECTION及“周线”(PERIMETER扫描。若用DCC方式测量,而只有线框型CAD文件,那么可选用“开线”(OPEN LINEAR、“闭线”(CLOSED LINEAR和“面片”(PATCH扫描方式。若用手动测量模式,那么只能用

4、基本的“手动触发扫描”(MANUL TTP SCAN方式。若在手动测量方式,测头为刚性测头,那么可用选项为“固定间隔”(FIXED DELTA、“变化间隔”(VARIABLE DELTA、“时间间隔”(TIME DELTA和“主体轴向扫描”(BODY AXIS SCAN方式。注意事项:正确使用三坐标测量仪对其使用寿命、精度起到关键作用,应注意以下几个问题:1、工件吊装前,要将探针退回坐标原点,为吊装位置预留较大的空间;工件吊装要平稳,不可撞击三坐标测量仪的任何构件。2、正确安装零件,安装前确保符合零件与测量机的等温要求。3、建立正确的坐标系,保证所建的坐标系符合图纸的要求,才能确保所测数据准确

5、。4、当编好程序自动运行时,要防止探针与工件的干涉,故需注意要增加拐点。5、对于一些大型较重的模具、检具,测量结束后应及时吊下工作台,以避免工作台长时间处于承载状态。四、三坐标测量机的应用主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量,还可用于电子、五金、塑胶等行业中,可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测,从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。制造业中的质量目标在于将零件的生产与设计要求保持一致。但是,保持生产过程的一致性要求对制造流程进行控制。建立和保持制造流程一致性最为有效的方法是准

6、确地测量工件尺寸,获得尺寸信息后,分析和反馈数据到生产过程中,使之成为持续提高产品质量的有效工具。三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一,因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规,并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟,并快速准确地评价尺寸数据,为操作者提供关于生产过程状况的有用信息。1、三坐标测量机在模具行业中的应用三坐标测量机在模具行业中的应用相当广泛,它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具,更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。当今主要使用的三坐标测量机有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机和便携式测量机。测量方式大致可分为接触式与非接触式两种

7、,目前Metris LK的测量机在两项技术上位居世界前列。模具的型芯型腔与导柱导套的匹配如果出现偏差,可以通过三坐标测量机找出偏差值以便纠正。在模具的型芯型腔轮廓加工成型后,很多镶件和局部的曲面要通过电极在电脉冲上加工成形,从而电极加工的质量和非标准的曲面质量成为模具质量的关键。因此,用三坐标测量机测量电极的形状必不可少。三坐标测量机可以应用3D数模的输入,将成品模具与数模上的定位、尺寸、相关的形位公差、曲线、曲面进行测量比较,输出图形化报告,直观清晰的反映模具质量,从而形成完整的模具成品检测报告。在某些模具使用了一段时间出现磨损要进行修正,但又无原始设计数据(即数模的情况下,可以用截面法采集

8、点云,用规定格式输出,探针半径补偿后造型,从而达到完好如初的修复效果。当一些曲面轮廓既非圆弧,又非抛物线,而是一些不规则的曲面时,可用油泥或石膏手工做出曲面作为底胚。然后用三坐标测量机测出各个截面上的截线、特征线和分型线,用规定格式输出,探针半径补偿后造型,在造型过程中圆滑曲线,从而设计制造出全新的模具。三坐标测量机以其高精度高柔性以及优异的数字化能力,成为现代制造业尤其是模具工业设计、开发、加工制造和质量保证的重要手段。我侧重谈一下测量机对于模具工业的两个重要作用。第一、测量机能够为模具工业提供质量保证,是模具制造企业测量和检测的最好选择。测量机在处理不同工作方面的灵活性以及自身的高精度,使

9、其成为一个仲裁者。在为过程控制提供尺寸数据的同时,测量机可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置等附加性能。高度柔性的三坐标测量机可以配置在车间环境,并直接参与到模具加工、装配、试模、修模的各个阶段,提供必要的检测反馈,减少返工的次数并缩短模具开发周期,从而最终降低模具的制造成本并将生产纳入控制。第二、测量机具备强大的逆向工程能力,是一个理想的数字化工具。通过不同类型测头和不同结构形式测量机的组合,能够快速、精确的获取工件表面的三维数据和几何特征,这对于模具的设计、样品的复制、损坏模具的修复特别有用。此外,测量机还可以配备接触式和非接触式扫描测头,并利用

10、PC-DMIS测量软件提供的强大的扫描功能,完成具备自由曲面形状特征的复杂工件CAD模型的复制。无需经过任何转换,可以被各种CAD软件直接识别和编程,从而大大提高了模具设计的效率。具体来说,在模具制造企业中应用测量机完成设计和检测任务时,要密切关注测量基准的选择、测头的标定和选择、测点数及测量位置的规划、坐标系的建立、环境的影响、局部几何特征的影响、CNC控制参数等多方面的因素。这当中的每一个因素,都足以影响测量结果的精确和效率。2、三坐标测量机在汽车行业的应用太友科技（-专业提供机械测量解决方案，自动数据采集，测量效率高 坐标测量机是通过测头系统与工件的相对移动，探测工件表面点三维坐标的 测

11、量系统。 通过将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，利用接触或非接触探 测系统获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，由软件进 行数学运算， 求出待测的几何尺寸和形状、 位置。 因此， 坐标测量机具备高精度、 高效率和万能性的特点， 是完成各种汽车零部件几何量测量与品质控制的理想解 决方案。 汽车零部件具有品质要求高、批量大、形状各异的特点。根据不同的零部 件测量类型，主要分为箱体、复杂形状和曲线曲面三类，每一类相对测量系统的 配置是不尽相同的， 需要从测量系统的主机、探测系统和软件方面进行相互的配 套与选择。 3、 三坐标测量机在发动机制造中的应用 在现代制造业中，高精度的综

12、合测量机越来越多的应用于生产过程中，使产 品质量的目标和关键渐渐由最终检验转化为对制造流程进行控制， 通过信息反馈 对加工设备的参数进行及时的调整，从而保证产品质量和稳定生产过程，提高生 产效率。 发动机是由许多各种形状的零部件组成，这些零部件的制造质量直接关系到 发动机的性能和寿命。因此，需要在这些零部件生产中进行非常精密的检测，以 保证产品的精度及公差配合。 在现代制造业中，高精度的综合测量机越来越多的 应用于生产过程中， 使产品质量的目标和关键渐渐由最终检验转化为对制造流程 进行控制， 通过信息反馈对加工设备的参数进行及时的调整，从而保证产品质量 和稳定生产过程，提高生产效率。 在传统测

13、量方法选择上， 人们主要依靠两种测量手段完成对箱体类工件和复 杂几何形状工件的测量，即：通过三坐标测量机执行箱体类工件的检测；通过专 用测量设备， 例如专用齿轮检测仪、专用凸轮检测设备等完成具有复杂几何形状 工件的测量。 因此对于从事生产复杂几何形状工件的企业来说，完成上述产品的 质量控制企业不仅需要配置通用测量设备，例如三坐标测量机，通用标准量具、 量仪，同时还需要配置专用检测设备，例如各种尺寸类型的齿轮专用检测仪器， 凸轮检测仪器等。 这样往往导致企业的计量部门需要配置多类型的计量设备和从 事计量操作的专业检测人员， 计量设备使用率较低，同时企业负担较高的计量人 员的培训费用和计量设备使用

14、和维护费用；企业无法实现柔性、通用计量检测。 因此， 降低企业的测量成本， 计量人员的培训费用， 测量设备的使用和维修费用， 达到提高测量检测效率的目的， 使企业具备生产过程的实时质量控制能力，这将 太友科技（-专业提供机械测量解决方案，自动数据采集，测量效率高 关系到企业在市场活动中的应变能力，对帮助企业建立并维护良好的市场信誉， 具有重要的决定作用。 五、三坐标测量机未来的发展趋势 坐标测量机是近 30 年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器，它广泛 的应用于机械制造，电子，汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的 尺寸，形状及相互位置的检测，例如箱体，导轨，涡轮和叶片，缸体，凸轮，齿 轮，形体等空间型面的测量，此外还可用于划线，定中心孔，光刻集成线路等， 并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它通用性强，测量 范围大，精度高，效率高，性能好，能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型 精密仪器，故有"测量中心”之称。 三坐标测量机作为现代大型精密仪器， 已越来越显示出它的重要性和广阔发 展前景。 它可方便的进行空间三维尺寸的测量， 可以实现在线检测及自动化测量. 它的优点是： 1.通用性强， 可实现空间坐标点位的测量，方便的测出各种零件的三维轮廓尺寸 和位置精度 2.测量精确可靠 3.可方便的进行数据处理与程序控制。 六、测量软件