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使用方法
三坐標測量機(CMM)的測量方式通?？煞譃榻佑|式測量、非接觸式測量和接觸與非接觸并用式測量。
其中，接觸測量方式常用于機加工產品、壓制成型產品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數(shù)據(jù)，或為逆向工程提供工件原始信息，經(jīng)常需要用三坐標測量機對被測工件表面進行數(shù)據(jù)點掃描。以三坐標的FOUNCTION-PRO型三坐標測量機為例，介紹三坐標測量機的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標測量機的掃描操作是應用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區(qū)域內進行數(shù)據(jù)點采集，該區(qū)域可以是一條線、一個面片、零件的一個截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等。掃描類型與測量模式、測頭類型以及是否有CAD文件等有關，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態(tài)按鈕(手動/DCC)決定。若采用DCC方式測量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描；若采用DCC方式測量，而只有線框型CAD文件，則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式；若采用手動測量模式，則只能使用基本的“手動觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式；若采用手動測量方式并使用剛性測頭，則可用選項為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。
下面詳細介紹在DCC狀態(tài)下，進入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項后可供選擇的五種掃描方式。

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

功能原理
簡單地說，三坐標測量機就是在三個相互垂直的方向上有導向機構、測長元件、數(shù)顯裝置，有一個能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有)，測頭可以以手動或機動方式輕快地移動到被測點上，由讀數(shù)設備和數(shù)顯裝置把被測點的坐標值顯示出來的一種測量設備。顯然這是簡單、原始的測量機。有了這種測量機后，在測量容積里任意一點的坐標值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測量機的采點發(fā)訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當測頭接觸工件并發(fā)出采點信號時，由控制系統(tǒng)去采集當前機床三軸坐標相對于機床原點的坐標值，再由計算機系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進行處理。

面片掃描(Patch Scan)
面片掃描方式允許掃描一個區(qū)域而不再是掃描線。應用該掃描方式至少需要四個邊界點信息，即開始點、方向點、掃描長度和掃描寬度。PC DMIS可根據(jù)基本(或缺省)信息給出的邊界點1、2、3確定三角形面片，掃描方向則由D的坐標值決定；若增加了第四或第五個邊界點，則面片可以為四方形或五邊形。
采用面片掃描方式時，在復選框中選擇“閉線掃描”，表示掃描一個封閉元素(如圓柱、圓錐、槽等)，然后輸入起始點、終止點和方向點。終止點位置表示掃描被測元素時向上或向下移動的距離；用起始點、方向點和起始矢量可定義截平面矢量(通常該矢量平行于被測元素)。現(xiàn)以創(chuàng)建四邊形面片為例，介紹面片掃描的幾種定義方式：
(1)鍵入坐標值方式
雙擊邊界點“1”，輸入起始點坐標值X、Y、Z；雙擊邊界方向點“D”，輸入掃描方向點坐標值；雙擊邊界點“2”，輸入確定方向的掃描寬度；雙擊邊界點“3”，輸入確定第二方向的掃描寬度；點擊“3”，然后按“添加”按鈕，對話框給出第四個邊界點；雙擊邊界點“4”，輸入終止點坐標值；選擇掃描所需的步長(各點間的步距)和步長(1、2兩點間的步長)值后，點擊“創(chuàng)建”。(2)觸測方式
選定“面片掃描”方式，用坐標測量機草作盤在所需起始點位置觸測點，該點坐標值將顯示在“邊界點”對話框的“#1”項內；然后觸測第二點，該點代表掃描方向的終止點，其坐標值將顯示在對話框的“D”項內；然后觸測第三點，該點代表掃描面片寬度，其坐標值將顯示在對話框的“#3”項內；點擊“3”，選擇“添加”，可在清單上添加第四點；觸測終止點，將關閉對話框。定義掃描行距和步長兩個方向數(shù)據(jù)；選擇掃描觸測類型及所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。
(3)CAD曲面模型方式
該掃描方式只適用于有CAD曲面模型的工件。先選定“面片掃描”方式，左鍵點擊CAD工作表面；加亮“邊界點”對話框中的“1”，左鍵點擊曲面上的掃描起始點；然后加亮“D”，點擊曲面定義方向點；點擊曲面定義掃描寬度(#2)；點擊曲面定義掃描上寬度(#3)；點擊“3”，選擇“添加”，添加附加點“4”，加亮“4”，點擊定義掃描終止點，關閉對話框。定義兩個方向的步長及選擇所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。
重定位整合
1 、應用背景
在產品的測繪過程中，往往不能在同一坐標系將產品的幾何數(shù)據(jù)一次測出。其原因一是產品尺寸超出測量機的行程，二是測量探頭不能觸及產品的，三是在工件拆下后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失，需要補測。這時就需要在不同的定位狀態(tài)（即不同的坐標系）下測量產品的各個部分，稱為產品的重定位測量。而在造型時則應將這些不同坐標系下的重定位數(shù)據(jù)變換到同一坐標系中，這個過程稱為重定位數(shù)據(jù)的整合。
對于復雜或較大的模型，測量過程中常需要多次定位測量，終的測量數(shù)據(jù)就必需依據(jù)一定的轉換路徑進行多次重定位整合，把各次定位中測得的數(shù)據(jù)轉換成一個公共定位基準下的測量數(shù)據(jù)。
2 、重定位整合原理
工件移動（重定位）后的測量數(shù)據(jù)與移動前的測量數(shù)據(jù)存在著移動錯位，如果我們在工件上確定一個在重定位前后都能測到的形體（稱為重定位基準），那么只要在測量結束后，通過一系列變換使重定位后對該形體的測量結果與重定位前的測量結果重合，即可將重定位后的測量數(shù)據(jù)整合到重合前的數(shù)據(jù)中。重定位基準在重定位整合中起到了紐帶的作用.
PID控制是：比例，積分，微分控制的縮寫。
P參數(shù)：決定系統(tǒng)對位置誤差的整個響應過程。數(shù)值越低，系統(tǒng)越穩(wěn)定，不產生振蕩，但剛性差，到位誤差大；數(shù)值越高，剛性越好，到位誤差小，但系統(tǒng)可能產生振蕩。
I 參數(shù)：控制由于摩擦力和負載引起的靜態(tài)到位誤差。數(shù)值越低，到位時間越長；數(shù)值越高，可能在理論位置上下振蕩。
D參數(shù)：此參數(shù)通過阻止誤差變化過沖給系統(tǒng)提供阻尼和穩(wěn)定性。數(shù)值越低，使系統(tǒng)對位置誤差響應快；數(shù)值越高，系統(tǒng)響應越慢。
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