《注塑模具数字化设计与智能制造》 课件 5第5讲 三坐标检测

项目五

模具主要零件的加工及智能制造技术应用

任务五

三坐标检测宁波职业技术学院王正才能力目标

能力目标1.掌握CAM软件编程加工方法和技巧。2.掌握数控加工中心的使用方法。3.掌握模具主要零件的加工工艺。4.掌握模具智能制造加工单元中工业机器人的调试。5.掌握模具智能制造执行系统MES的使用6.掌握三坐标测量机的测量方法。知识目标知识储备能力目标

知识目标1.熟悉模具主要零件、电极的加工原理。2.熟悉模具零件加工自动编程、加工刀具、走刀路线、去除余量等知识。3.熟悉机床结构原理及机床的使用方式。4.熟悉模具智能制造加工单元的运行流程。5.掌握模具智能制造单元内各加工设备的连接方式与操作要求。6.熟悉运用三坐标等测量设备和工具控制模具零件加工精度的方法。知识目标知识储备能力目标

知识储备

三坐标即三坐标测量机，英文CoordinateMeasuringMachine，缩写CMM，它是指在三维可测的空间范围内，能够根据测头系统返回的点数据，通过三坐标的软件系统计算各类几何形状、尺寸等测量能力的仪器，又称为三次元、三坐标测量机、三坐标测量仪。知识目标知识储备能力目标

知识储备一、三坐标简介知识目标知识储备

三坐标测量仪可定义为一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统(如光学尺)经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、Y、Z)及各项功能测量的仪器。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度测量、定位精度测量、几何精度测量及轮廓精度测量等。任何形状都是由三维空间点组成的，所有的几何量测量都可以归结为三维空间点的测量，因此精确地进行空间点坐标的采集，是评定任何几何形状的基础。能力目标

知识储备一、三坐标简介知识目标知识储备

三坐标测量机的基本原理是将被测零件放入它允许的测量空间范围内，精确地测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。能力目标

知识储备一、三坐标简介知识目标知识储备

三坐标检测是检验工件的一种精密测量方法。广泛应用于机械制造业，汽车工业等现代工业中。它是运用三坐标测量机对工件进行形位公差的检验和测量。判断该工件的误差是不是在公差范围之内。也叫三坐标测量。随着现代汽车工业和航空航天事业以及机械加工业的突飞猛进。三坐标检测已经成为常规的检测手段。特别是一些外资和跨国企业，强调第三方认证。所有出厂产品必须提供有检测资格方的检测报告。所以三坐标检测对于加工制造业来说越来越重要。能力目标

知识储备二、模具零件精度检测知识目标知识储备1.设备回零

打开三坐标后面的气路开关，通过三坐标操纵盒给三坐标上电，打开测量软件PC-DMIS2017R1在线模式，点击右上角设备回零按钮，如图5-5-1所示。等待机床回零结束，完成三坐标测量仪回零。能力目标

知识储备二、模具零件精度检测知识目标知识储备1.设备回零

图5-5-1设备回零能力目标

知识储备二、模具零件精度检测知识目标知识储备2.创建测头

完成设备回零，接下来进行测头的创建，测头创建根据三坐标测头型号进行创建设置，测针长短和红宝石大小根据零件的深度以及尺寸进行创建。第一步进行零件尺寸的分析，根据零件测量位置的大小和深度确定三坐标测针的选择，确保在测量的过程中不会发生安全事故。

使用UG、Solidworks等绘图软件打开测量两件，使用分析命令对需要测量的位置进行测量分析，点击【分析】，使用【测量距离】命令，使用【投影距离】，如图5-5-2所示，选择顶面与分型面，测量出顶面到分型面距离，如图5-5-3所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-2测量距离图5-5-3高度测量能力目标

知识储备知识目标知识储备点击分析，使用局部半径命令，如图5-5-4所示，选择需要测量的孔直径，测量出孔的大小，如图5-5-5所示。图5-5-5直径测量图5-5-4局部半径分析能力目标

知识储备知识目标知识储备测出直径最小为5mm，高度最低处为19.09mm，根据两个数值创建合适的测针，回到测量软件RationalDMIS当中，在下方的操作栏当中选择测头操作栏，在测头操作栏中选择构建测头命令，如图5-5-6所示，选择TesaStar系列，选择HH-MI-M-BLACK测头，完成添加，接着选择TP20型号进行添加，再选择B1-M2-20-S加长杆，最后选择A1-M2-3.0-20-S的测针，完成测头的构建，点击下方添加激活，如图5-5-7所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-6构建测头图5-5-7完成构建测头能力目标

知识储备二、模具零件精度检测知识目标知识储备

3.三坐标零件导入

将需要测量得零件导入到软件当中，导入时根据零件得格式进行导入。在软件得左上角点击【菜单】键，选择【导入CAD】命令，再选择【IGES文件】，找到对应的文件夹，选择型芯零件3D图档，如图5-5-8所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-8型芯零件导入能力目标

知识储备二、模具零件精度检测知识目标知识储备4.测量坐标系创建

工件导入完成后，进行工件测量坐标系的创建，共要创建两个坐标系，分别是开始的粗坐标，主要以初步的定位找工件为主，方便寻找精坐标，第二个精坐标，主要用于真正的尺寸测量使用。首先创建粗建坐标系，将界面右上角的自学习打开，下方切换到测量操作栏，选择【直线】命令，同时将测点选项栏当中选择【CAD线型图形定义】命令，完成以上操作就可以进行图形上边的选择来创建直线了，选择虎口顶面上的两条边，创建完成两条直线后，在右边的操作见面当中就可以生成出两条创建出来的直线，如图5-5-9所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-9辅助直线创建能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-10相交命令切换

完成两条直线的创建后，回到下方的操作栏当中，切换到构造操作栏当中，选择【相交】命令，如图5-5-10所示；将创建完成的两条直线拖动到构造相交元素当中，点击添加结果，完成交点的创建，如图5-5-11所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-11交点构造能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-12坐标系平移命令切换

完成交点创建后，将我们软件当中的测头位置摆放到交点上去，首先将坐标系放置到创建好的交点上；

在下方的操作栏当中切换到坐标操作栏当中，选择平移命令，如图5-5-12所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-13交点坐标值

双击创建完成的交点，显示出交点的XYZ的坐标数值，如图5-5-13所示；并拖动XYZ三个数值到X轴Y轴Z轴当中，注意由于在软件当中实际移动的是测量零件，为了确保测头位置在创建好的交点上，因此需要在三个数值前加上一个负号，点击【添加/激活坐标系】完成粗坐标的创建，如图5-5-14所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-14粗坐标位置移动能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-15

CAD模型对齐

完成坐标系移动后，在右边的元素界面栏当中的CAD模型，选择导入进去的CAD文件，右键CADM_1零件，找到【模型对齐】，完成零件粗坐标创建，这样测量坐标系中的第一个粗坐标的创建就完成了，如图5-5-15所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备

完成粗坐标创建后，进行精坐标的创建，首先进行安全平面的创建，确保后续多个面打点的过程中不会发生安全事故。

将下方的操作栏单中切换到测量操作栏当中，选择【面】命令，同时在测点选项栏当中选择【CAD面型图形定义】命令，这样就可以进行第一个面的打点任务了，如图5-5-16所示；第一个打点面选择型芯的分型面，首先先选择需要打点的面，选择好的面在右侧的元素界面当中显示出PLN1,将生成出来的第一个面拖动到，右下角设置当中，将间距面替换成PLN1面，并设置告诉，高度距离需要超过型芯顶面，设置为25mm，完成安全距离设置，点击【应用】，将程序写入进去，如图5-5-17所示.能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-16

CAD面型定义能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-17安全面设置能力目标

知识储备知识目标知识储备

安全面设置完成后，进行打点的设置，第一个面的打点，在打点位置选择时，需要注意，点的位置尽量分散一些，确保面的信息获得的更加的准确。

首先将测点选项栏当中选择CAD面型图形定义命令切换到在点云网格上选取和测量命令，同时要关注下方测量操作栏当中还是处于面命令，再将统计图切换到测点管理当中，接下就可以打点位置的选择了，点击测量，完成PLN1面的打点测量，如图5-5-18所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-18

PLN1面打点测量能力目标

知识储备知识目标知识储备

打完第一面的测量后，接着是型芯零件两个侧面打点，方式与第一面打点的方式相同，如图5-5-19所示。图5-5-19

PLN2和PLN3面打点测量能力目标

知识储备知识目标知识储备

三个面打点完成后，进行精坐标的创建，根据三个打点完成的三个面进行创建，首先将下方操作栏切换到坐标操作栏，选择生成坐标命令，如图5-5-20所示。图5-5-20

生成坐标能力目标

知识储备知识目标知识储备

将三个打点完成的面PLN1、PLN2、PLN3三个面依次拖动到XYZ三个个元素当中，在XY元素值中输入50，点击添加/激活坐标系，完成坐标系的创建，如图5-5-21所示。图5-5-21创建坐标系能力目标

知识储备知识目标知识储备

完成坐标系的创建后，便可以进行零件的尺寸打点测量操作了，首先先来测量顶部碰穿面到零件分型面的高度。

分型面到碰穿面高度的尺寸测量，需要两个元素，分别是分型面打点信息和碰穿面打点信息，在创建坐标系的过程中已经对分型面进行打点，接下来就是获取碰穿面的打点信息，与获取分析面打点信息方式相同，下方产品顶面获取打点信息方式也是相同的，如图5-5-22所示。能力目标

知识储备知识目标知识储备图5-5-22

测量面打点能力目标

知识储备知识目标知识储备

高度测量完成后，需要对零件的一些圆孔和圆柱进行测量，首先在下方的操作栏当中将面命令切换到【圆】命令当中，同时在测点选项栏当中切换成【CAD线型图形定义】命令，如图5-5-23所示。图5-5-23

圆命令切换能力目标

知识储备知识目标知识储备

选择需要打点圆型的边，选择完成后在右边的元素界面中就会生成出CIR1圆，如图5-5-24所示。图5-5-24

创建圆元素能力目标

知识储备知识目标知识储备

右键点击CIR1圆，选择生成测量点，将点目数设置在5个，全角度设置为350度，点击【产生测量点】，生成出打点位置，点击【测量完成】圆尺寸测量，如图5-5-25所示。图5-5-25

圆柱打点生成能力目标

知识储备知识目标知识储备

两个圆柱打点完成后，进行孔位的测量，与圆柱的测量方式相同，先选择孔的边，生成出CIR2圆，点击CIR2圆右键，选择生成测量点，将点目数设置在4个，全角度设置为360度，点击【产生测量点】，生成出打点位置，如图5-5-26所示。图5-5-26

孔打点生成能力目标

知识储备知识目标知识储备

生成打点位置后，对部分打点位置进行旋转，避免打点打到非孔位的部位，先选择孔周围白色的线，单击白线，进行旋转，将红色的箭头旋转到孔的位置上，如图5-5-27所示。图5-5-27

孔测量生成能力目标

知识储备知识目标知识储备

测量零件侧壁尺寸的角度，对零件的侧面进行打点测量，首先测点选项栏当中切换回【CAD面型图形定义】命令，下方操作栏再次切换回【面】命令，选择需要打点的侧面，生成PLN6面，如图5-5-28所示。图5-5-28

侧面PLN6面生成能力目标

知识储备知识目标知识储备

将测点选项栏切换到【点云网格上选取和测量】命令，在PLN6面的四个角落选择打点的位置，点击【生成】，完成侧面的打点创建，如图5-5-29所示。图5-5-29

PLN6面打点创建能力目标

知识储备知识目标知识储备

需要打点的位置创建完成后，进行尺寸的评价程序创建，将下方的测点选项栏当中选择【公差】，首先评价分型面到顶面的高度，选择【距离公差】命令，如图5-5-30所示。图5-5-30

距离公差能力目标

知识储备知识目标知识储备

将PLN1与PLN6两个面拖动到下方的元素名1与元素名2当中，在拖动的时候，需要注意，拖动的是实际尺寸，不能拖动理论尺寸，再输入上公差0.02，下公差-0.02，点击【接受】完成第一个尺寸的评价，如图5-5-31所示。图5-5-31

高度距离评价能力目标

知识储备知识目标知识储备

分型面到顶面的高度评价完成之后，进行产品面到分型面的高度评价，将PLN1面和PL