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截面掃描(Section Scan)
截面掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件,它允許對(duì)工件的某一截面進(jìn)行掃描,掃描截面既可沿X、Y、Z軸方向,也可與坐標(biāo)軸成一定角度。通過定義步長(zhǎng)可進(jìn)行多個(gè)截面掃描。可在對(duì)話框中設(shè)置截面掃描的邊界點(diǎn)。按“剖切CAD”轉(zhuǎn)換按鈕,可在CAD曲面模型內(nèi)尋找任何孔,并可采用與開線掃描類似方式定義其邊界線,PCDMIS程序?qū)⑹箳呙杪窂阶詣?dòng)避開CAD曲面模型中的孔。按用戶定義表面剖切CAD的方法為:進(jìn)入“邊界點(diǎn)”選項(xiàng);進(jìn)入“CAD元素選擇”框;選擇表面;在不清除“CAD元素選擇”框的情況下,選擇“剖切CAD”選項(xiàng)。此時(shí)PC DMIS程序?qū)⑶懈钏x表面尋找孔。若CAD曲面模型中無(wú)定義孔,就沒有必要選“剖切CAD”選項(xiàng),此時(shí)PC DMIS將按定義的起始、終止邊界點(diǎn)進(jìn)行掃描。對(duì)于有多個(gè)曲面的復(fù)雜CAD圖形,可對(duì)不同曲面分組剖切,*#將剖切限制在局部CAD曲面模型上。
邊界掃描(Perimeter Scan)
邊界掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件。該掃描方式采用CAD數(shù)學(xué)模型計(jì)算掃描路徑,該路徑與邊界或外輪廓偏置一定距離(由用戶選定)。創(chuàng)建邊界掃描時(shí),先選定“邊界掃描”選項(xiàng);若為內(nèi)邊界掃描,則在對(duì)話框中選擇“內(nèi)邊界掃描”;選擇工作曲面時(shí),啟動(dòng)“選擇”復(fù)選框,每選一個(gè)曲面則加亮一個(gè),選定所有期望曲面后,退出復(fù)選框;點(diǎn)擊表面確定掃描起始點(diǎn);在同一表面上點(diǎn)擊確定掃描方向點(diǎn);點(diǎn)擊表面確定掃描終止點(diǎn),若不給出終止點(diǎn),則起始點(diǎn)即為終止點(diǎn);在“掃描構(gòu)造”編輯框內(nèi)輸入相應(yīng)值(包括“增值”、“CAD公差”等);選擇“計(jì)算邊界”選項(xiàng),計(jì)算掃描邊界;確認(rèn)偏差值正確后,按“產(chǎn)生測(cè)點(diǎn)”按鈕,PC DMIS程序?qū)⒆詣?dòng)計(jì)算執(zhí)行掃描的理論值;點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。

應(yīng)用要點(diǎn)
(1)應(yīng)根據(jù)被測(cè)工件的具體特點(diǎn)及建模要求合理選用適當(dāng)?shù)膾呙铚y(cè)量方式,以達(dá)到提高數(shù)據(jù)采集精度和測(cè)量效率的目的。
(2)為便于測(cè)量草作和測(cè)頭移動(dòng),應(yīng)合理規(guī)劃被測(cè)工件裝夾位置;為保證造型精度,裝夾工件時(shí)應(yīng)盡量使測(cè)頭能一次完成全部被測(cè)對(duì)象的掃描測(cè)量。
(3)掃描測(cè)量點(diǎn)的選取應(yīng)包括工件輪廓幾何信息的關(guān)鍵點(diǎn),在曲率變化較明顯的部位應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)量點(diǎn) [3] 。
數(shù)據(jù)管理
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換的任務(wù)和要求:
(1)將測(cè)量數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)化為CAD軟件可識(shí)別的IGES格式,合并后以產(chǎn)品名稱或用戶的名稱分類保存。
(2)不同產(chǎn)品、不同屬性、不同定位、易于混淆的數(shù)據(jù)應(yīng)存放在不同的文件中,并在IGES文件中分層分色。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換使用《三坐標(biāo)測(cè)量數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)》完成,操作方法見軟件用戶手冊(cè)。

功能原理
簡(jiǎn)單地說,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)就是在三個(gè)相互垂直的方向上有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測(cè)長(zhǎng)元件、數(shù)顯裝置,有一個(gè)能夠放置工件的工作臺(tái)(大型和巨型不一定有),測(cè)頭可以以手動(dòng)或機(jī)動(dòng)方式輕快地移動(dòng)到被測(cè)點(diǎn)上,由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)值顯示出來的一種測(cè)量設(shè)備。顯然這是簡(jiǎn)單、原始的測(cè)量機(jī)。有了這種測(cè)量機(jī)后,在測(cè)量容積里任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測(cè)量機(jī)的采點(diǎn)發(fā)訊裝置是測(cè)頭,在沿X,Y,Z三個(gè)軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測(cè)量過程就是當(dāng)測(cè)頭接觸工件并發(fā)出采點(diǎn)信號(hào)時(shí),由控制系統(tǒng)去采集當(dāng)前機(jī)床三軸坐標(biāo)相對(duì)于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值,再由計(jì)算機(jī)系統(tǒng)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

按三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x結(jié)構(gòu)可分為如下幾類:
1.移動(dòng)橋架型(Movingbridgetype)
移動(dòng)橋架型,為常用的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的結(jié)構(gòu),軸為主軸在垂直方向移動(dòng),廂形架導(dǎo)引主軸沿水平梁在方向移動(dòng),此水平梁垂直軸且被兩支柱支撐于兩端,梁與支柱形成“橋架”,橋架沿著兩個(gè)在水平面上垂直和軸的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng)。因?yàn)榱旱膬啥吮恢е危钥傻玫叫〉膿隙?,且比懸臂型有較高的精度。
2.床式橋架型(Bridgebedtype)
床式橋架型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的梁而移動(dòng),而梁沿著兩水平導(dǎo)軌在軸方向移動(dòng),導(dǎo)軌位于支柱的上表面,而支柱固定在機(jī)械本體上。此型與移動(dòng)橋架型一樣,梁的兩端被支撐,因此梁的撓度為少。此型比懸臂型的精度好,因?yàn)橹挥辛涸谳S方向移動(dòng),所以慣性比全部橋架移動(dòng)時(shí)為小,手動(dòng)操作時(shí)比移動(dòng)橋架型較容易。
3.柱式橋架型(Gantrytype)
柱式橋架型,與床式橋架型式比較時(shí),柱式橋架型其架是直接固定在地板上又稱為門型,比床式橋架型有較大且更好的剛性,大部分用在較大型的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上。各軸都以馬達(dá)驅(qū)動(dòng),測(cè)量范圍很大,操作者可以在橋架內(nèi)工作。
4.固定橋架型(Fixedbridgetype)
固定橋架型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的水平橫梁上做方向移動(dòng)。橋架(支柱)被固定在機(jī)器本體上,測(cè)量臺(tái)沿著水平平面的導(dǎo)軌作軸方向的移動(dòng),且垂直于和軸。每軸皆由馬達(dá)來驅(qū)動(dòng),可確保位置精度,此機(jī)型不適合手動(dòng)操作。
5.L形橋架型(L-Shpaedbridgetype)
L形橋架型,這個(gè)設(shè)計(jì)乃是為了使橋架在軸移動(dòng)時(shí)有小的慣性而作的改變。它與移動(dòng)橋架型相比較,移動(dòng)組件的慣性較少,因此操作較容易,但剛性較差。
6.軸移動(dòng)懸臂型(Fixedtablecantileverarmtype)
軸移動(dòng)懸臂型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),廂形架導(dǎo)引主軸沿著垂直軸的水平懸臂梁在軸方向移動(dòng),懸臂梁沿著在水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng),且垂直于軸和軸。此型為三邊開放,容易裝拆工件,且工件可以伸面即可容納較大工件,但因懸臂會(huì)造成精度不高。
7.單支柱移動(dòng)型(Movingtablecantileverarmtype)
單支柱移動(dòng)型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),支柱整體沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動(dòng),且垂直軸,而軸連接于支柱上。測(cè)量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在軸上移動(dòng),且垂直軸和軸。此型測(cè)量臺(tái)面、支柱等具很好的剛性,因此變形少,且各軸的線性刻度尺與測(cè)量軸較接近,以符合阿貝定理。
8.單支柱測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型(Singlecolumnxytabletype)
單支柱測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型,軸為主軸在垂直方向移動(dòng),支柱上附有軸導(dǎo)槽,支柱被固定在測(cè)量?jī)x本體上。測(cè)量時(shí),測(cè)量臺(tái)在水平面上沿著軸和軸方向作移動(dòng)。
9.水平臂測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型(Movingtablehorizontalarmtype)
水平臂測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型,廂形架支撐水平臂沿著垂直的支柱在垂直(軸)的方向移動(dòng)。探頭裝在水平方向的懸臂上,支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng),且垂直軸,測(cè)量臺(tái)沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng),且垂直于軸和軸。這是水平懸臂型的改良設(shè)計(jì),為了消除水平臂在軸方向,因伸出或縮回所產(chǎn)生的撓度。
10.水平臂測(cè)量臺(tái)固定型(Fixedtablehorizontalarmtype)
水平臂測(cè)量臺(tái)固定型,其構(gòu)造與測(cè)量臺(tái)移動(dòng)型相似。此型測(cè)量臺(tái)固定,、軸均在導(dǎo)槽內(nèi)移動(dòng),測(cè)量時(shí)支柱在軸的導(dǎo)槽移動(dòng),而軸滑動(dòng)臺(tái)面在垂直軸方向移動(dòng)。
11.水平臂移動(dòng)型(Movingramhorizotalarmtype)
水平臂移動(dòng)型,軸懸臂在水平方向移動(dòng),支撐水平臂的廂形架沿著支柱在軸方向移動(dòng),而支柱垂直軸。支柱沿著水平面的導(dǎo)槽在軸方向移動(dòng),且垂直軸和軸,故不適合高精度的測(cè)量。除非水平臂在伸出或回收時(shí),對(duì)因重量而造成的誤差有所補(bǔ)償。大多數(shù)情況應(yīng)用在車輛檢驗(yàn)工作。
12.閉環(huán)橋架型(Ringbridgetype)
閉環(huán)橋架型,由于它的驅(qū)動(dòng)方式在工作臺(tái)中心,可減少因橋架移動(dòng)所造成沖擊,為所有三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x中穩(wěn)定的一種
機(jī)房結(jié)構(gòu)對(duì)機(jī)房溫度的影響
由于測(cè)量機(jī)房要求恒溫,所以機(jī)房要有保溫措施。如有窗戶要采用雙層窗,并避免有陽(yáng)光照射。門口要盡量采用過渡間,減少溫度散失。機(jī)房的空調(diào)選擇要與房間相當(dāng),機(jī)房過大或過小都會(huì)對(duì)溫度控制造成困難。
在南方濕度較大的地區(qū)或北方的夏天或雨季,當(dāng)正在制冷的空調(diào)突然被關(guān)閉后,空氣中的水汽會(huì)很快凝結(jié)在溫度相對(duì)比較低的測(cè)量機(jī)導(dǎo)軌和部件上,會(huì)使測(cè)量機(jī)的氣浮塊和某些部件嚴(yán)重銹蝕,影響測(cè)量機(jī)壽命。而計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)的電路板會(huì)因濕度過大出現(xiàn)腐蝕或造成短路。如果濕度過小,會(huì)嚴(yán)重影響花崗石的吸水性,可能造成花崗石變形。灰塵和靜電會(huì)對(duì)控制系統(tǒng)造成危害。所以機(jī)房的濕度并不是無(wú)關(guān)緊要的,要盡量控制在60%±5%的范圍內(nèi)。
空氣濕度大、測(cè)量機(jī)房密封性不好是造成機(jī)房濕度大的主要原因。在濕度比較大地區(qū)機(jī)房的密封性要求好一些,必要時(shí)增加除濕機(jī)。
解決的辦法就是改變管理方式,將“放假前打掃衛(wèi)生”改為“上班時(shí)打掃衛(wèi)生”,而且要打開空調(diào)和除濕機(jī)清除水份。要定期清潔計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中的灰塵,減少或避免因此而造成的故障隱患。
使用標(biāo)準(zhǔn)件檢查機(jī)器是非常好的,但是相對(duì)來說比較麻煩,只能是一段時(shí)間做一次。比較方便的辦法是用一個(gè)典型零件,編好自動(dòng)測(cè)量程序后,在機(jī)器精度校驗(yàn)好的情況下進(jìn)行多次測(cè)量,將結(jié)果按照統(tǒng)計(jì)規(guī)律計(jì)算后得出一個(gè)合理的值及公差范圍記錄下來。操作員可以經(jīng)常檢查這個(gè)零件以確定機(jī)器的精度情況。
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