《三坐标测量培训教程》

Y
10
5
X
0 | | | | 5 | | | |10
直角坐标系
实例 1
Z
测量点的坐标分
别是:
10
X = 10 Y=5 Z=5
Y
5 10
5
0 | | | | 5 | | | | 10 X
直角坐标系
实例 2
Z
测量点的坐标分
别是:
10
X=0 Y=0 Z=5
Y
5 10
5
X
0 | | | | 5 | | | | 10
输入: 圆1 线1
基本几何要素
圆
线1 点
基本几何要素
点: 中分
圆1
圆2
产生两个所选要素的 中分点。
输入: 圆1
圆2
点
基本几何元素
点: 投影
将一个元素投影所选 平面上。
点 平面1
输入: 点1 平面1
点1
要素构造 圆
基本几何要素
圆: 最佳拟和
圆
通过所选的几个要素 通过最佳拟和产生的 圆。
输入: 圆1 圆2 圆3 圆4
圆1
圆4
圆2
圆3
圆: 圆锥 在圆锥指定的直径位 置产生的截面圆。
输入: 圆锥1 直径 = 50.8
基本几何要素
圆锥1 圆
50.8
101.6
基本几何要素
圆: 相交 平面和圆锥、圆柱或 圆 球相交产生的圆。
圆锥1
平面1
输入: 圆锥1 平面1
要素构造 直线
基本几何要素
直线: 坐标轴
Z
沿着当前坐标系的一
测量圆的方向
135 deg
90 deg
45 deg
180 deg
0 deg
+Y +X
225 deg 270 deg
315 deg
矢量
方向余弦
Microval,
K MicroXcel & Xcel
Machine Axes Convention
Older Mistral,
Scirocco &
K
Typhoon
B 角旋转
关节旋转测座
正如TP20这样的机械测头 ，包括3个电子接触器，当 测杆接触物体使测杆偏斜 时，至少有一个接触器断 开，此时机器的X、Y、Z 光栅被读出。这组数值表 示此时的测杆球心位置。
接触器断开
测头校正
测头校正对所定义测头的 有效直径及位置参数进行 测量的过程。为了完成这 一任务，需要用被校正的 测头对一个校验标准进行 测量。
选择这一图 标可以产生 一个新文件 夹
运行 PcDmis
这个新文件夹 可以改名为用 户名或操作员 姓名
打开一个 已生成的 文件。
建立一个新 文件。
运行 PcDmis
输入你 要建立 的文件 名
输入相 应的测 量信息
运行 PcDmis
设置所需 的测量单 位非常重 要。（公 、英制）
产生测头文件
第一步
4
2
5
3
X = 2.5 I = 0 Y = 2.5 J = 0 Z = 2.5 K = 1
D = 5.0 R = 2.5
X
5
*球的矢量只是为了测量。并不描述要素 的几何特征。
要素构造 点
点: 原点
Z 在当前坐标系的原 点构造一个点。坐 标值为0，0，0。
要素构造
Y
X 点
基本几何要素
点 : 产生
测头校正
未知直径和 位置的测头
已知直径并且可以 溯源到国家基准的 标准器。
在实物基准的每个测量点 的球心坐标同它的已知直 径比较。有效的测头直径 是通过计算每个测量点所 组成的直径与已知直径的 差值
测头校正
有效测头半 径
运行 PcDmis
运行 PcDmis
PcDmis 文件管理器界面
运行 PcDmis
PC-DMIS 的工作平面

什么是工作平面
工作平面是我们当前所看到的方向。例如：当你想去
测量工件的上平面时， 工作平面是Z+, 如果测量元素在 前平面时,工作平面为Y-。这一选择对于极坐标系非常重 要，PC-DMIS将据此设定当前工作平面的0度。
PC-DMIS 的工作平面
* 在Z+平面，0度在X+，90度在Y+向。 * 在X+平面，0度在Y+向，90度在Z+向。 *在Y+平面，0度在X-，90度在Z+方向。
直角坐标系
实例 3
Z
测量点的坐标分
别是:
10
X = 10 Y = 10 Z=0
Y
5
10
5
0 | | | | 5 | | | |10 X
测座和触发测头
测座的A角 以7.5 °分 度从0 °旋 转到105 °
关节旋转测座
A 角旋转
Fra Baidu bibliotek
关节旋转测座
B角从-180 °到 180 °以7.5 ° 的分度(按顺时 针、逆时针)旋 转
Y
X
Older Mistral
Z
Scirocco & Typhoon Machine
坐标轴规定
Y
X
直角坐标系
测量机的空间范 Z
围可用一个立方
体表示。立方体
的每条边是测量
机的一个轴向。
三条边的交点为
机器的原点。
Y
X
原点
直角坐标系
每个轴被分成许 Z
多相同的分割来 表示测量单位。 10 测量空间的任意 一点可被期间的 唯一一组X、Y 、Z值来定义。 5
圆1
在所选要素的中心产 生一个点。它的坐标 与所选的要素的拾取 点的坐标值相等（X 、Y、Z）。
输入 : 圆1 点
基本几何要素
点: 拐角点
这个点是三个平面的 交点。
输入: 平面1 平面2 平面3
点
平面2
平面1
平面3
点: 刺穿
通过第一要素刺穿第 二要素创立的点。元 素的选择顺序非常重 要。
输入: 圆柱1 平面1
从工具栏选 择“工具” 菜单。
建立零件坐标系
然后选择零 件找正。
从特征要素 清单中选择
Plane1 Line1 Point1
建立零件坐标系
PC-DIMS将找正 PLN1。
将坐标轴旋转到 平行于直线LNE1 的方向。
将 X 原点设置到 PNT1。
将 Y 设置到 LN1 。
将 Z设置到PLN1
建立零件坐标系
输出 I=0
1 2
X=2
3
5 Y=2
X
Z=0
J=0 K=1 D=4 R=2
基本几何要素
要素: 平面 最少点数: 3 位置: 重心 矢量: 垂直于平面
Z
实例
2
51
Y
形状误差: 平面度
5
2维/3维: 3维
输出 X = 1.67 I = 0.707
Y = 2.50 J = 0.000
3
X
5
Z = 3.33 K = 0.707
0.0353
0.0529
0.0709
0.0321
0.0642
0.0963
0.1284
6.00
0.0005 0.0115 0.0463 0.1058 0.1925
零件找正
零件找正
校正坐标系是建立零件坐标系的过程。通过数学计算将机器坐标系和 零件坐标系联系起来。
建立零件坐标系时需要做三件事：
•找正 (用任何要素的方向矢量）。找正要素控制了工作平面的方向。 • 旋转坐标轴 (用所测量要素的方向矢量). 旋转要素需垂直于已找正 的要素。这控制着轴线相对于工作平面的旋转定位。 • 原点 (任意测量要素或将其设为零点的定义了X、Y、Z值的要素)。
素偏置指定值产生的直
线。
输入: 圆1
圆2
圆2
偏置值 = 25.4mm
直线
要素的尺寸及公差 位置
要素的尺寸及公差
位置 位置公差选项产生所选要素的指定特征的参数报告。特征参 数具体如下：
基本几何要素
要素: 圆柱
Z
最少点数: 5
位置: 重心
4
5
矢量: 从起始层指向终止层
形状误差: 圆柱度
2维/3维:
3维
5
3
输出: X = 2.0 I = 0 D = 4
Y = 2.0 J = 0 R = 2
Z = 2.5 K = 1
实例
6 5
Y
1
2
5X
基本几何要素
要素: 圆锥
Z
实例
最少点数: 6
位置: 顶点
PcDmis
初级培训教程
培训课程目标
Course Objectives
• 了解为什么并且如何进行测头校正 • 完全理解如何建立零件坐标系 • 学会如何编辑零件的测量程序 • 从头到尾编制合理的有条理的工件测量程序
直角坐标系
直角坐标系
直角坐标系
Z Microval
MicroXcel & Xcel Machine 坐标轴规定
基本几何要素
点 平面1
圆柱1
基本几何要素
点: 偏置
Z
从选择要素设置指定的 偏置值创建一个点。 5
输入: 点1
X 偏置 = 0
Y 偏置 = 4
Z偏置 = 1
点1
点
Y 5
X 5
基本几何要素
点: 相交
在两个要素相交处产
线2
生一个交点。
输入: 线1
线2
线1
点
点: 映射
将第一点的重心投影 到第二个要素上（直 线、圆锥、圆柱或槽 ）
2.00
3.00
4.00
Magnitude of error introduced by not probing normal to surface
0.0001
0.0002
0.0002
0.0003
0.0019
0.0038
0.0057
0.0076
0.0077
0.0154
0.0231
0.0309
0.0176
产生测头文件
产生测头文件
Step 6
从加入测头角度 按钮输入测头的 角度。
定义结束时 测头系统的 配置完全图 示化显示出 来。
需要追加其 它角度，可 通过输入一 组新的A、B 角，然后对 其进行校验 测量。
产生测头文件
第七步
如果需要多组 复合角度，可 以输入相对于 A、B角的增 量。
当所需的测 头位置全部 输入后，选 择“测量” 。
通过第二要素做第一要
素的垂直直线。
圆1
输入: 线1 圆1
线1 直线
基本几何要素
直线: 平行
通过第二要素做第一要 素的平行线。
输入: 线1 圆1
直线
圆1 线1
直线: 反向 将一条直线的方向进 行反向产生一条直线 。
输入: 线1
基本几何要素
直线 线1
基本几何要素
直线: 偏置
通过第一要素从第二要
圆1
5
矢量: 从大端指向小端
形状误差: 锥度
2维/3维:
3维
6
4Y
5
5
1
X = 2.0 I = 0 A = 43deg
2
3
5X
Y = 2.0 J = 0
Z = 5.0 K = 1
基本几何要素
要素： 球 最少点数: 4 位置: 中心 矢量*: 如右图向上 形状误差: 球度 2维/3维: 3维
Z
实例
5
1
Y
零件找正
Z Y
X
机器坐标轴方 向。
找正要素 = 平面 旋转轴线 = 直线 原点要素 = 圆
所需的零件坐标系
零件找正
步骤 1 :找正Z轴并将Z的原点平移到此平面上。 步骤2 : 将X轴旋转到平行于线的方向。 步骤3 : 将X、Y的原点平移到圆上。
Z Y X
建立零件坐标系
建立零件坐标系
测量3点确立一个平面。 测量2点确定一条直线。 在侧平面测量一点。
Machine Axes
Conventions
J
J
I
I
矢量
相对于三个轴的方向 矢量。I方向在X轴，J 方向在Y轴，K方向在 +K Z轴。
特征元素的方向和测
Z
头的逼近方向体现了
测量点的方向矢量。
矢量可以被看做一个
条指向矢量方向的直
线。
Y +J
X +I
矢量
什么是矢量方向 :
I = 0.707 J = 0.707 K=0 45度方向矢量
选择要找正 的坐标轴 单击“找 正”按钮 选择要旋转 的轴
选择要素建立 原点.
几何要素
基本几何要素
Z
要素: POINT
最少点数: 1
位置: XYZ 位置
矢量: 无
形状误差:
无
2维/3维: 3维
5 5
输出 X = 5 Y = 5 Z = 5
实例
Y
5
X
基本几何要素
要素: 直线
Z
最少点数: 2
位置: 重心
个坐标轴建立一条轴
线，它垂直于当前工
Y
作平面。
当前工作平面 = Z+
Z+ 平面
X 直线
基本几何要素
直线: 最佳拟和
圆1 通过所选元素建立一条 最佳拟和直线。
输入: 圆1 圆2
圆2 直线
基本几何要素
直线: 相交
两个平面相交产生一 条交线。
直线
平面2
输入: 平面1 平面2
平面1
基本几何要素
直线: 垂直
输入测头 文件名， 然后按回 车键，这 时测头没 被定义(被 高亮).
产生测头文件
第二步
从这里用 鼠标单击 下拉菜单
从清单中选 择测座类型
产生测头文件
第三步
从清单中 选择测头 附件
产生测头文件
第四步
从清单中选 择相应的传 感器如： Tp20, Tp200 等
产生测头文件
第五步
从测头清单 中选择所用 的测杆，如 ：4 *20 （直 径、长度）
(+K )
Z
Y (+J )
45
°
X (+I )
理论接触点
不正确的矢量=余 弦误差
逼近方向 角度
法向矢量
Probe Dia Angle Error
1.0° 5.0° 10.0° 15.0° 20.0°
导致的误差
期望接触点
0.5
0.0000 0.0010 0.0039 0.0088 0.0160
1.00
矢量:
第一点到最后一点。5 2
形状误差:
直线度
2维/3维:
2维/3维
5
输出 X = 2.5 I = -1
Y=0 J=0
Z=5 K=0
实例
1
Y
X
5
基本几何要素
要素: 圆
Z
实例
最少点数: 3
位置: 中心
5
矢量*: 相应的截平面矢量
Y
5
形状误差: 2维/3维:
圆度 2维
* 圆的矢量只是为了测量。不单独描述要 素的几何特征。
产生测头文件
第八步
输入测量标准 球的点数。
产生测头文件
第九步 单击“测量”按 钮进行测头校验
。
选择手动或自 动校验测头。
PcDmis的工作平面
PC-DMIS 的工作平面
在 PC-DMIS中, 当计
算2D距离时，和其它
软件一样，工作平面
的选择非常重要。有
X-
效的工作平面是:
Y-
Z+ Y+ X+
Z-