智能产线单机、单元仿真与调试 课件 4.5三坐标测量、4.6工量具设备入库和管理

三坐标测量测头标定一、测头校准定义及目的测头校正过程是指对所定义测头的有效直径及位置参数进行测量的过程。为了完成这一任务，需要用被校正的测头对一个校验标准进行测量。测头校正的目的为：①准确得到测针的红宝石球的有效直径以便测量软件进行测头半径的补偿。②准确得到不同测头角度和默认第一个测头角度之间的位置关系。未知直径和位置的测头。已知直径并且可以溯源到国家基准的标准器。二、测头校验过程有效测头半径利用操纵杆在标准球的最大范围内触测5点，点的分布要均匀（图3-13）。计算机软件在收到这些点后(宝石球中心坐标X、Y、Z值)，进行球的拟合计算，得出拟合球的球心坐标、直径和形状误差，将拟合球的直径减去标准球的直径，就得出校正后测针宝石球“直径”。拓展知识—测头颜色含义根据测头标定前后显示的颜色分类，总共分为5种颜色，分别为黑色、绿色、蓝色、红色以及灰色，每种颜色都代表测头不同的含义。黑色：测头未经标定；绿色：测头标定过且标定结果合格；蓝色：测头标定过但标定结果超差；红色：测头标定结果数据过期；灰色：已删除的不存在测头；三、测头需要重新标定的情况a、测座或者测针有拆卸过b、添加新测头角度后c、添加加长杆后d、测针更换过后e、标定结果超差时f、标定数据过期时矢量与余弦误差一、矢量的定义

矢量可以被看做一个带有箭头的单位长度直线，I方向在X轴，J方向在Y轴，K方向在Z轴。矢量I、J、K值介于1和-1之间，分别表示与X、Y、Z夹角的余弦。

在三坐标测量中矢量精确指明测头垂直触测被测特征的方向，即测头触测后的回退方向。YX(+J)45°(+I)(+k)ZI=0.707J=0.707K=045度方向矢量二、余弦误差

用三坐标测量机进行元素测量时，正确的测量方法是应该沿着被测点的法线方向进行测量，但由于我们人为检测过程中把握不了相应的法向而导致测量有误差，我们把这人为测量产生的误差叫做余弦误差。实际接触点导致的误差·期望接触点法向矢量逼近方向坐标系一、测量机的坐标空间（MCS）

测量机的空间范围可用一个立方体表示。立方体的每条边是测量机的一个轴向。如下图所示，X轴为左右指向，Y轴为前后指向，Z轴为上下指向，三条边的交点为机器的原点。ZY原点X二、建立零件坐标系的意义a、通过建立零件坐标系，限制被测工件的6个自由度；b、通过建立零件坐标系，实现数模对齐以方便测量；c、通过建立零件坐标系，提高检测结果的准确性；三、3-2-1法建立坐标系3-2-1法建立坐标系是三坐标测量机最常用的建立坐标系方法，测量软件中很多其他建坐标系方法都是基于该方法进行延伸与拓展。默认情况下，点1、2、3拟合一个平面进行零件找正，并确定零件坐标系Z轴方向。点4、5拟合一条直线以控制工件旋转自由度，并确定零件坐标系X轴方向。点6拟合一个单点，确定任一坐标轴起点位置。工作平面一、工作平面定义工作平面用来定义二维元素数学计算的平面。软件在默认情况下，定义XY平面作为元素计算的工作平面。当被测二维元素所在平面与XY平面不重合或者不平行时，需要提前定义好它们的测量工作平面，否则会导致测量结果不正确。一般来说，我们会选择被测二维元素所在平面作为其测量的工作平面。二、RationalDMIS工作平面RationalDMIS在“工作平面”选项里可以选择所需的面，作为当前的工作平面。“最近的CRD平面”这个窗口接受从元素数据区拖放平面元素。计算需要工作平面的元素有：直线元素,圆元素,圆弧元素,椭圆元素,键槽元素和二维曲线元素；对于其他所有元素,工作平面选择窗口会自动隐藏起来。基本几何元素点元素:点矢量:无位置:XYZ位置最少点数:1形状误差:无元素名前缀:PT直线元素:直线位置:重心矢量:第一点到最后一点形状误差:直线度最小点数:2元素名前缀:LN圆元素: 圆位置: 圆心矢量: 与所在平面矢量一致形状误差: 圆度最小点数: 3元素名后缀：CIR元素:圆柱位置:轴线中点矢量:从下到上形状误差:圆柱度最小点数:5元素名后缀:CYL圆柱圆锥元素:圆锥位置:顶点矢量:从小圆到大圆形状误差:锥度最小点数:6元素名后缀:CON元素构造元素构造的意义元素构造时测量软件测量功能中的辅助模块，便于用户在测量中由于受测量局限性的影响，而我们有必须得到某些特定元素所设立的功能操作区，其主要意义如下：通过已测的元素构造出无法直接测量得到的元素。构造元素可以是计算辅助元素，也可以是测量结果元素。示例一：点构造圆心（球心）点构造圆线1线2两直线相交点构造投影点原始点任一点投影至某一平面原始点偏移点任一点偏置某一距离常见的点构造示例二：圆构造在一个圆锥指定的直径位置产生一个圆。平面和圆锥相交产生某一高度的截面圆。同时通过所选的几个元素拟和产生虚拟圆。常见的圆构造示例三：镜像构造矩形阵列环形阵列矩形阵列结果环形阵列结果思考1、如何得到下图所示，从圆锥斜平面沿轴线向上偏置30mm处的直径？2、如何得到下图所示，两小圆的最大距离与最小距离？元素的尺寸及公差元素尺寸公差——二维距离二维距离的计算是两元素相对于当前工作平面的距离。典型例子有点到线、圆到圆、圆到线的距离等。元素到元素的二维距离在计算时，此距离可能既不平行于当前坐标系的任何坐标轴，也不垂直于任一坐标轴，此时要注意区分哪个方向的位移才是我们要的有效距离。

YX距离2距离3

距离1圆与圆二维距离分析距离1的计算可以是:平行于X轴,垂直于Y轴。距离2的计算可以是：平行于Y轴，垂直于X轴。距离3的计算可以是：用中心到中心，不需要选择坐标轴。元素尺寸公差——三维距离三维距离计算的是两个元素之间的最小距离,与工作平面无关。典型例子有点到面的距离，面到面的距离，面与面的夹角。PLN1PLN2DISTANCE元素形位公差加工后的工件不仅有尺寸误差，构成工件几何特征的点、线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。测量软件支持国家或国际标准的大部分几何元素的形位公差评价项目，包括：基本几何元素尺寸偏差，直线度、平面度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度、同轴（心）度、对称度、圆（全）跳动等形位公差。本章知识要点测头标定的原理及意义。余弦误差产生原因及避免方法。构建坐标系的意义及对3-2-1法的理解。工作平面的理解及掌握其适用场合。基本几何元素的最少点数及矢量方向记忆。元素构造的意义及其功能应用。元素尺寸偏差及形位公差的理解。THANKS工量具工具入库和管理量具管理培训95AIC

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Assurance量具管理培训量具管理的作用为了确保维持量具，设备在检验测试或实验时，具有所需之准确度和精密度，使生产的产品能符合顾客所需要求的品质水准．•96AIC

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Assurance量具管理培训名词解释仪器：指能单一使用或在测试设备（系统）中单独使用可执行测试功能者或用以量测产品／原料特性之仪器，且由复杂电子零件所组成如电压表．示波器．．．．．．量具：指能单一使用或在测试设备（系统）中单独使用可执行测试功能者或用以量测产品／原料特性之量具，且由简单的机械件组成，如直尺．卡尺．高度计．空径规．．．．．．测试设备（系统）：指由多项仪器．量具与机械元件架构所组成且简单使用不能执行测试功能设备（系统）拉力实验机．光谱仪．．．．．．97AIC

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Assurance量具管理培训外部校验：凡于公司内无法校正之仪器设备，委托外界，经由国家认可之检验单位，或国家（国际）标准之仪器制造厂商，提供校验之服务，称外部校验．内部校验：使用国家或国际标准来校验公司内仪器设备．免校验：不被作为量测数据或判定用之仪器设备，且与产品品质无相关之量测仪器，即可列为免校验．遊校验：因无法将仪器设备送外校验时（内部不能校验），委托外界国家认可之校验单位，或国家（国际）标准之仪器制造厂商，到公司校验之服务，称为遊校．98AIC

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Assurance量具管理培训新增仪器/量具验收仪器验收仪器下采购单仪器仪器/量具类别校验型态校验类别遊校外校内校免校粘贴校验标签列入仪校清单建立量具履管理历表使用单位领回99AIC

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Assurance新购仪器量／量具送校流程量具管理培训START现有仪器量具送校流程仪校部发校验通知单YES使用部门送仪校部校验仪校部确定资料符合功能正常NO通知单位处理校验类别内校外校安排遊校NO通知单位安排处理/送修产生检验报告通知使用部门领回100ENDAIC

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Assurance量具管理培训仪器量具清单仪器名称仪器编号规格/型号准确度/等级出厂编号接收日期使用保管单位责任人序号制造厂商螺纹塞规质量部1AIC

01-0073/4-16UNF-2B2BOSG4383-042004.07.30101AIC

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Assurance量具管理培训仪器量具编码原则例AIC01-007管制码流水号厂别代码01（量具）02（仪器）03（设备）AIＣ007102AIC

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Assurance量具管理培训仪器量具管理通则验收新仪器量具时仔细核对送量清单，附件，合格报告，并保存好，以便以后查看．非经校验或未经仪校认证作出适当标示之仪器量具，不得使用．经故障维修之仪器量具必须经校验部门重新校验，校验合格后贴上合格标签才能使用．对于故障（停用）或校验不合格仪器量具加以标示，并尽可能的移离工作现场．仪器负责人应适当注意仪器量具使用状况．仪校应在环境条件控制下之专用场所实施．103AIC

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Assurance量具管理培训校验周期订定原则凡用以产品生产测试，检验，量测，试验之仪器量具除参考建议周期外，也应按实际负荷订定．标准件校验周期依照实际校验的建议为主，一般电量的校验周期为半年，物理量的校验周期为一年．外校仪器量具校验允收标准以仪器制造商规格及仪器本身所使用的范围做参考104AIC

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Assurance量具管理培训校准计划表案例：XXXX有限公司

年度量测设备校验计划表校验周期仪器设备名称仪器设备编号1月2月3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月105AIC

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Assurance程

序

文

件 NO.题目： 游标卡尺校准规程页数：生效日期：版本/修订：量具管理培训内校操作指导案例：1、目的通过对游标卡尺进行校准，执行量值传递工作，保证产品质量。2、适用范围适用于厂内0-1000㎜范围、分度值为0.02㎜的游标卡尺的校准指导。3、环境要求：室内温度要求控制在20±5℃，湿度控制在60±15

RH%。4、校准方法/步骤：106AIC

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Assurance量具管理培训4-1、外观：4-1-1、要求：卡尺表面应无锈蚀、碰伤或其它缺陷，刻线和数字应清晰、均匀，不应有脱色现象，带表及数显卡尺表蒙不得有划伤及缺损;卡尺上应标有分度值、制造厂名、工厂标志及出厂编号，使用中及修理后的游标卡尺允许有不影响使用准确度的外观缺陷。4-1-2、方法：目视4-2、各部份相互作用：4-2-1、要求：尺框沿尺身移动应平稳，不应有阻滞现象，尺身沿尺框配合应无明显晃动，深度尺不允许有窜动。4-2-2、方法：手感107AIC

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Assurance量具管理培训4-3、零值误差：4-3-1、要求：以零刻线和尾刻线的重合度表示，零刻线重合度不超过0.005㎜，尾刻线重合度不超过0.010㎜,带表及数显卡尺零刻线离线不大于0.10mm,压线不大于0.05mm。4-3-2、方法：移动尺框使两测量面接触，分别在尺框紧固和松开情况下用目力观察。4-4、圆弧内量爪的尺寸误差：4-4-1、要求：圆弧内量爪基本尺寸，新制造的为10㎜或20㎜整数，使用中或修理后的基本尺寸允许为0.1㎜整数，保证使用的情况下可为卡尺分度值的整数倍，并在校准记录上注明，圆弧内量爪尺寸偏差不超过±0.01㎜4-4-2、方法：合并两量爪，以外径千分尺沿卡尺内量爪在平行于尺身方向检定。108AIC

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Assurance量具管理培训4-5、刀口内量爪尺寸误差4-5-1、要求：受检尺寸为10㎜时的偏差，应不超过+0.02/-0.01㎜4-5-2、方法：将一块为10㎜的量块长边夹持在两外测量面之间，紧固螺钉，用外径千分尺沿刀口内量爪在平行于尺身方向测量。4-6、深度尺尺寸误差4-6-1、要求：受检尺寸为20㎜时的偏，应不超过0.02㎜4-6-2、方法：将2块为20㎜的量块置于一级平板上，使尺身端面与量块接触。伸出深度尺至平板工作面，然后在尺身上读数，读数值与量块标称值之差即为其误差。109AIC

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Assurance量具管理培训4-7示值误差：4-7-1、要求：0-300㎜：±0.02㎜；

>300-500㎜：±0.04㎜;>500-700㎜：±0.05㎜;1000：±0.07㎜>700-900㎜：±