CIOTA2203三坐标测量机作业指导书

KONICAMINOLTARANGEKONICAMINOLTARANGE5扫描仪操作及保养规程技术中心HQ／WI－SY-11.41.目的1.1首先检查仪器的各个部件（包括：主机、打印机、测量机、操作盒等）已按规定要求正确安装和连接。检查打印纸是否正确放入了打印机。1.2检查三坐标的环境要求是否达到1.2.1温度，检定温度为20±2℃，温度变化＜0.5／h℃1.2.2湿度：室内相对湿度应控制在55%±75%之间。1.2.3振动：鉴于振动对精密测量的严重影响，测量机附近的振动符合。2.TU01操作盒使用2.1TU01是机动坐标测量机的操作控制单元，其中有四个键功能没有设定。各应用键功能如下：2.1.1速度调节旋钮：调节采点速度大小和程序执行时速度快慢。2.1.2应急旋钮:用于紧急停止，恢复时需旋转弹起。2.1.3左右使能按钮：所有操作必须在此键按下之后才能进行。2.3.4采点按钮：按下时红灯亮，测量机以低速运动进行采点。2.3.5碰撞恢复按钮：用于碰撞后恢复测量机的运动。2.3.6微动按钮：用于控制测头以微米级低速移动。2.3.7定位按钮：用于在自学习时采进定位点。2.3.8方向控制作杆：控制X、Y、Z三个方向的运动。其大小由扳动的角度决定。2.2使用注意事项：2.2.1掌握运动方向，避免误操作，尤其是Z轴上下方向。Z轴的运动方向可用右手法则判断：若四指握拳方向为Z轴运动控制旋扭方向，则大拇指竖起时的指向即为Z轴运动方向。2.2.2体会并掌握控制速度大小与扳动角度的关系，尤其注意Z轴向下运动较快，避免测头及Z轴碰撞。2.2.3机器停止运动时，注意将采点状态开关打开，防止发生不必要的危险。2.2.4碰撞后恢复时，扳动角度一定要小，以免出乎意料的相反方向碰撞。3.测头管理3.1PH9自动标定和校正3.1.1功能简介：PH9是PH9/PH10系列测头自动标定和校正程序。3.1.2操作步骤：物理找正PH9/10测头：3.1.3程序运行所需外界参数如下：3.1.3.1测量速度百分比一般设置为50；3.1.3.2标定标准球标准球未移动时，并且测头未改变，可以N；3.1.3.3标准球直径见标准球标称值；3.1.3.4测尖直径测尖标称值；3.1.3.5PH9偏置实际的从PH9/10旋转中心到测尖中心距离（正）；3.1.3.6在球极采一点3.1.3.7测头姿态参数来自文件F；3.1.3.8文件名该文件必须储存在C:WTUTOR＼DATA目录下，其格式：00290039090490180590－903.1.43.1.4.1运行该程序前必须对测头进行必要的物理找正，保证测头信号与测量机X轴基本一致；3.1.4.2PH9/PH10旋转到（90，0）位置时，与机床坐标系X轴偏差不超过1mm；3.1.4.3找正方法是：在Y轴不移动的情况下，（90，0）与（90，180）测尖在Y方向物理相差不超过1mm；3.1.4.4采样第一点时，测量尽可能靠近极点；3.1.4.5测头姿态文件最后一行必须为有效的测头姿态，不能回车；3.1.4.6测头参考系文件自动储存在C：\WTUTOR\DATA\quail.tip，refsys.ref.4.坐标系管理4.1建立坐标系从立体几何的概念，要建立一个空间坐标系，需要知道原点位置及三个坐标轴的方向。由此看来，需要有六个坐标要素。而实际上我们采用的直角坐标系，其中第三轴可以用右手定则确定，因此，只要有五个要素，即两个坐标轴和原点的坐标（X，Y，Z）即可完全建立一个坐标系。由此看来，建立坐标系的过程，实质上是旧坐标系下坐标轴的旋转和原点的平移过程。测量机本身在初始化的时候已经建立了一个机床坐标系，在以后的测量中会经常用到，这就是“0”号坐标系。其原点设置在机床零位，三个坐标轴分别平等于X，Y，Z光栅。因此在“0建立坐标系的屏幕包括15项内容，其中第一行四个，第二行四个，和第三行的坐标旋转共九个过程，称作宏过程。第三行的后三个称作自由过程。最后是三个辅助操作：存储，调用，删除。4.2坐标系的旋转坐标旋转宏过程为了实现坐标轴的空间旋转。旋转分为依角度旋转和依偏移量旋转，分别介绍如下：角度旋转：输入角度数值，逆时针方向为正，顺时针方向为负，即可实现第一轴固定情形下的旋转。偏移量旋转：输入两个坐标分量，也可以实现固定轴下的旋转。其旋转方法如下（假设固定Z轴）：旋转角度：A=arctg|y/x|旋转方向：y／x＞0时为逆时针，反之为顺时针。4.3自由过程自由过程的寄存器直接选取元素来建坐标系是相当灵活的过程，非常实用，三个自由过程分别是：建第一轴建第二轴建原点。第一轴的建立过程是：通过寄存器选定元素，再选定坐标轴方向即可。注意指定的坐标系号，否则将覆盖原有的坐标系。第二轴的建立和第一轴相似，只是先要确定固定轴（即第一轴）。一定是原点的建立可以选取一些点级元素，如圆心，槽心等。可以用所选元素原点，也可以作一定的偏移，例如作为X=0，Y=10,Z=10.5.元素测量、构造及存贮器的管理5.1基本元素测量基本元素测量是使用测量机的一个基础，必须牢固掌握。其中的难点在于：A点、线的测量及补偿。b三阶平面的测量。5.1.1点的测量测点一般用于建坐标系，或测量沿某个轴线方向的长度。其点位所处的平面一般垂直于某一个坐标轴。手动采点后的补偿方向一般是沿着与采点方向最接近的坐标轴的方向进行的。这是隐含的补偿方向，当我们没有给定补偿方向的时候，机器自动采用这种方法补偿。当点位处于不垂直坐标轴方向的斜平面上或曲面上时，要得到点的位置，就要用补偿向量。补偿向量是测量点法矢量的反向量。这种补偿方法就是资料里讲的should方式。因此要准确知道一个点的位置，其位置上的法矢必须先知道。机器对点的补偿在不同的情况下是不同的。之所以必须进行补偿才能得到点的准确坐标，是因为测头都有半径数值。实际上我们测量得到的坐标为：X=x0+R×cxY=y0+R×cyZ=z0+R×cz其中x0、y0、z0为测尖的球心坐标，R为测尖的动态半径，cx、cy、cz为补偿方向分量。如何给采样补偿向量：a首先给出测量点的法矢量。b在Compens.Vector下拉列表框中先set项；c在弹出Compens.Vector窗口填入测量点法矢量的反向量值。单击OK键。关于点的测量的补偿，应该明确：如果未设定补偿量，而2.测量方向与某一坐标3.轴平行，4.则只有沿采样方向的坐标5.能够得以正确补偿。这是隐含补偿方向，6.机器自动判断并补偿。如沿着+X方向测量，7.则补偿向量为{1，8.0，9.0}。10.如果给出补偿向量，则点的三个坐标12.都得到正确补偿。当然这种情况台肩是倾斜的.13.自动执行程序时，14.如果未给出补偿向量，15则是按定位点到测量点的连线方向进行补偿，16.这样经常导致测量结果有0.1～0.3mm误差。所以自动测量点的坐标17.时，18更应注意给定补偿向量。5.1.2线的测量测线一般用于建坐标轴。在测量直线时有两种补偿方法。一般情况下用投影面进行补偿。在测量屏幕上选出测量线所在的平面，如XY平面等，测量之后系统会沿着平面法线方向进行补偿。这种方法称作选投影面法（selpl），主要用于垂直坐标轴的平面内的线的补偿。补偿方法是与所选投影平面平行且与直线本身垂直的方向，并与最后一个采样点的接近方向一致。当线处于斜平面内的时候，其补偿要用补偿向量（should模式）。补偿向量的方向是平面法矢的反矢量。要补偿一条线，其斜面法矢必须预先设定。5.1.3与坐标轴有关元素的测量在测量圆、椭圆、圆槽、方槽时，由于这些元素属于平面元素，其测量必须在其投影平面内进行才能得到正确尺寸。其测量结果CX、CY、CZ是沿轴线的，尺寸计算也是沿着垂直轴线方向进行的。如果轴线与其投影面法线偏斜，必然导致形状误差加大，测量结果不准确。所以，测量这些元素要首先确定第一轴，其方向垂直于元素的投影面。测量三阶平面时，要输入距离，其正负判断方法为：点到平面的方向与测量方向一致时为正，反之为负。5.3其他元素的测量除了点、线、圆、椭圆、圆槽、方槽之外的其他元素都是空间基本几何元素，在测量时不必人为地去考虑补偿方向的问题，系统在计算其相关几何参数时将自动补偿。5.4构造及其几何构造概念的区别TUTOR里的构造（CONSTRUCTION），主要是想完成一些间接测量即没有办法进行直接测量的元素，这主要是依靠计算机。这里讲的构造，都是以点级元素进行的，这些点分布在所构造元素的表面上，如同测量里的测量点一样，这一点必须明确。TUTOR的构造和几何构造是截然不同的两个概念。比如说我们要构造一个平面，至少选择该平面内的三个点来进行，而不能象几何上的那样，由一点一线，相交两线来构造平面。5.5寄存器管理在存贮器的管理项里主要包括存贮器的保存、调用、元素的新建、修改、删除、复制、注释以及多窗口显示。可以将存贮器里的元素以文件的格式保存在磁盘上，当再次调用时存贮器的状态可以回到保存前的状态，一般情况下和测头、坐标系的保存、调用一起使用。6.元素的相关关系及输出设置6.1相关关系元素的关系包括：距离、相交、中间元素、投影、角度五个部分。距离：共有8个宏过程，列出了求距离的多种情形。其过程引导测量，然后自动求出结果。其中距离有二维，三维差别，二维是在所选投影面内求出的，三维是空间的。二维有点-点，点-线距离。二维测量时注意选择投影面。相交：共有14个宏过程，含义一目了然。最后三个线-线相交，寓意是分别求在XY、YZ、ZX三个面内的交点及交角。求相交关系时，如果元素未相交，一般计算相距最近的两相点，分别存储在WM1，WM2中，如果是线性元素未相交，则是求出线上相距最近的两相点的中间点。中间元素：共有6个宏过程，主要是求对称点，对称线，对称面。其过程为点-点，线-线，面-面，点-线和点-面中间，线-面投影的中间线。投影：主要有三个过程，即点线、点面、线面投影。角度：其宏过程有9个。角度关系是在自动进行相交或投影之后得到的交点及交角。四个线线过程，即空间和交角计算处于XY、YZ、ZX、平面时的情形。另四个是线面，面面及用圆柱轴线代替直线时的线线，线面交点及交角，最后一个是两对圆心连线交点及交角。在宏过程执行