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使用方法
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)的測(cè)量方式通常可分為接觸式測(cè)量、非接觸式測(cè)量和接觸與非接觸并用式測(cè)量。
其中,接觸測(cè)量方式常用于機(jī)加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測(cè)量。為了分析工件加工數(shù)據(jù),或?yàn)槟嫦蚬こ烫峁┕ぜ夹畔?,?jīng)常需要用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)被測(cè)工件表面進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)掃描。以三坐標(biāo)的FOUNCTION-PRO型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為例,介紹三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的掃描操作是應(yīng)用PC DMIS程序在被測(cè)物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)采集,該區(qū)域可以是一條線、一個(gè)面片、零件的一個(gè)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(cè)量模式、測(cè)頭類型以及是否有CAD文件等有關(guān),控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項(xiàng)由狀態(tài)按鈕(手動(dòng)/DCC)決定。若采用DCC方式測(cè)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(cè)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(dòng)測(cè)量模式,則只能使用基本的“手動(dòng)觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手動(dòng)測(cè)量方式并使用剛性測(cè)頭,則可用選項(xiàng)為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時(shí)間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。
下面詳細(xì)介紹在DCC狀態(tài)下,進(jìn)入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項(xiàng)后可供選擇的五種掃描方式。

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??稍趯?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”。

1.開線掃描(Open Linear Scan)
開線掃描是基本的掃描方式。測(cè)頭從起始點(diǎn)開始,沿一定方向并按預(yù)定步長(zhǎng)進(jìn)行掃描,直至終止點(diǎn)。開線掃描可分為有、無CAD模型兩種情況。
(1)無CAD模型
如被測(cè)工件無CAD模型,先輸入邊界點(diǎn)(Boundary Points)的名義值。打開對(duì)話框中的“邊界點(diǎn)”選項(xiàng)后,先點(diǎn)擊“1”,輸入掃描起始點(diǎn)數(shù)據(jù);然后雙擊“D”,輸入方向點(diǎn)(表示掃描方向的坐標(biāo)點(diǎn))的新的X、Y、Z坐標(biāo)值;雙擊“2”,輸入掃描終點(diǎn)數(shù)據(jù)。
第二項(xiàng)輸入步長(zhǎng)。在“掃描”對(duì)話框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“”(Max Inc)欄中輸入一個(gè)新步長(zhǎng)值。
檢查設(shè)定的方向矢量是否正確,該矢量定義了掃描開始后測(cè)量點(diǎn)表面的法矢、截面以及掃描結(jié)束前一點(diǎn)的表面法矢。當(dāng)所有數(shù)據(jù)輸入完成后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。
(2)有CAD模型
如被測(cè)工件有CAD模型,開始掃描時(shí)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊CAD模型的相應(yīng)表面,PC DMIS程序?qū)⒃贑AD模型上生成一點(diǎn)并加標(biāo)志“1”表示為掃描起始點(diǎn);然后點(diǎn)擊下一點(diǎn)定義掃描方向;點(diǎn)擊終點(diǎn)(或邊界點(diǎn))并標(biāo)志為“2”。在“1”和“2”之間連線。對(duì)于每一所選點(diǎn),PC DMIS已在對(duì)話框中輸入相應(yīng)坐標(biāo)值及矢量。確定步長(zhǎng)及其它選項(xiàng)(如安全平面、單點(diǎn)等)后,點(diǎn)擊“測(cè)量”,然后點(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)。
錯(cuò)誤信息對(duì)話框,關(guān)閉即可(或在網(wǎng)址輸入欄中輸入100.0.0.1,進(jìn)入Errors?History查看錯(cuò)誤信息),此信息在下次開機(jī)時(shí)自動(dòng)清除。?
10.?在手動(dòng)操作狀態(tài)下,在接近采點(diǎn)位置時(shí),要按下慢速鍵。?
11.?旋轉(zhuǎn)測(cè)頭、校驗(yàn)探頭、自動(dòng)更換探頭、運(yùn)行程序等操作時(shí),保證測(cè)頭運(yùn)行路線上無障礙。?12.?在對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行編程或不使用時(shí),操作盒上速度設(shè)為0。?
13.?程序次運(yùn)行時(shí)要將速度降低至10~30%,并注意運(yùn)行軌跡是否符合要求。?
14.?在搬放工件時(shí),先將測(cè)頭移至安全位置,要注意工件不能磕碰工作臺(tái)面,特別是機(jī)器的導(dǎo)軌面。?
15.?關(guān)機(jī)順序依次為:①將Z軸移動(dòng)到機(jī)器的左、前、上方,并將測(cè)頭角度旋轉(zhuǎn)到A0B0;②清潔工作臺(tái)面;③依次關(guān)閉測(cè)座控制器、控制柜電源、氣閥、冷干機(jī)、總氣源、電源箱。?16.?長(zhǎng)期不用的鋼制標(biāo)準(zhǔn)球,需油封防銹。?
17.?在使用花崗石工作臺(tái)面上的鑲嵌件固定工件時(shí),扭矩不得超過20Nm。?
18.?如果發(fā)現(xiàn)異常情況(除更換測(cè)頭錯(cuò)誤信息),請(qǐng)先記錄軟件提示的錯(cuò)誤信息,傳真或電話通知??怂箍导夹g(shù)服務(wù)部,未經(jīng)和允許請(qǐng)勿擅自進(jìn)行檢查維修。?
19.?計(jì)算機(jī)內(nèi)不要安裝任何與三坐標(biāo)無關(guān)的軟件,以保證系統(tǒng)的可靠運(yùn)行。?
20.?空調(diào)應(yīng)開機(jī),空調(diào)的檢修時(shí)間放在秋天進(jìn)行,從而保證三坐標(biāo)正常使用。
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