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坐标测量机(coordinate Measuring Machine, CMM)出现在19世纪60年代早期至中期,这些早期的模型相对于当今的标准在结构上非常简单,而且没有计算机。 尽管现代坐标测量机相对于那些早期模型更加复杂,但其基本思想仍然相同:构建一个带有三个测量轴相互垂直的刚性结构,在各个轴上制作刻度并分别标记为X、Y和Z轴,而且Z轴上还必须装有用于测量的探头。为了让各轴能够移动,通过空气扩散将结构浮在空气之上,或使用轴承衬套。除此之外还必须设计出读数器,这样坐标测量机的位置在任何时候都能进行记录。
* y4 R) \; n! m8 n坐标测量机的自动化
% i# _8 z# G0 h9 v自控化% L! f, r! P; ^) v" y% ~3 H
在每个轴增加一个电机和控制器,这样允许计算机来控制运动,这要求软件中加入运动算法和基本的运动特征测量。$ |- ?! k& e. L: N
电子化:触发式电子测头
' b7 N+ p- ?' F2 K. G+ r) U 在计算机应用于坐标测量机的同时,第一个电子开关测头应用并取代了锥型测头。电子测头的增加要求额外的算法添加至软件中,以根据从电子测头和刻度传送过来的信号计算测量值。% G6 q9 |- c3 ?
程序化5 A7 M7 _1 s9 o+ z
当将正确的测量程序存储在磁盘上后,一连串指令就可以重复顺序操作。这意味着更多的产品类型可以检测,因为相同的零件程序可以在需要检测零件时重复调用。
1 v% M! x: [; B4 ~' C算法% x+ l# H% S6 j3 D
基本的算法只需要很少的点数:平面3点、圆3点和直线2点。为了提高坐标测量机的重复性,在软件中加入最适合的算法,它允许多点测量特征并将平均值定义为它的尺寸和位置,加入至软件中。
! S C+ Z% Z. g0 N s# b$ G e测量机主机; }, V Q( _* \6 A" n/ m
控制系统
; C8 n7 C! p7 U Q测头、测座系统
: O8 v. o( K. L2 d计算机系统5 q% s$ |/ x: J1 K, H( {- B
依测量机的基本硬件,有多种结构形式:- [3 e" G% c6 w3 |2 P+ _9 K
桥式(活动桥式Moving bridge type/固定桥式Fixed bridge type );
; n4 n5 M) w% |: a( T# v龙门式Gantry type ;
3 {0 w+ m! V; q! h! }水平臂式Moving table horizontal arm type ;3 M: l) ~! `' x' l4 f3 e
关节臂式。( ^ ~, Y+ e! H" d
其他型式:激光跟踪仪8 Y4 t; T) F- Y
工作台(一般采用花岗石/铸铁),用于摆放、固定零件支撑桥架;控制、驱动测量机的运动,三轴同步、速度、加速度控制;! e/ C3 A2 F" j
对光栅读数进行处理;
8 T4 r' @4 R; x# G$ P- j2 L: J8 Q! c在有触发信号时采集数据;
5 E# |" {% O7 O( m8 V采集温度数据,进行温度补偿;
# e1 U t9 s$ |# h" G根据补偿文件,对测量机进行21项误差补偿;
; }; l: D& n$ [对测量机工作状态进行监测(行程控制、气压、速度、读数、测头等),采取保护措施;6 X) Q2 z6 `& ]: }
(对扫描测头的数据进行处理,并控制扫描);
+ e% ?2 n+ }. W# g, e3 ~与计算机进行各种信息交流。; I4 o8 j0 V* c, n9 K# ?6 W* }
对控制系统进行参数设置;
+ O- ~1 l6 z7 ^& n9 t进行测头定义和测头校正,及测头半径补偿;
: j/ j" x. ^2 J/ l建立坐标系(零件找正); _5 N4 c8 v0 @. E2 c: ^/ Y
对测量数据进行计算和统计、处理;0 j$ p* a: E M* {8 P& k
编程并将运动位置和触测控制通知控制系统;5 ?1 x7 i5 \; i3 A
输出测量报告;+ W8 t ^& o. c. L: C
保存、传输测量数据到指定网路或计算机。
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