三坐标测量实验大纲

三坐标测量实验大纲（结合高等教育公差教学）

2009年6月

目录

实验一坐标测量机认知实验 (3)

实验二孔、轴件的测量实验 (6)

实验三平面度测量实验 (10)

实验四圆锥各尺寸的测量实验 (14)

实验五轴键槽对称度测量实验 (18)

实验六螺纹孔测量实验 (21)

实验一坐标测量机认知实验

一、实验目的

了解三坐标测量机结构

了解三坐标测量机原理

了解三坐标测量机维护保养方法

二、设备与器材

1）三坐标测量机

2）测头系统：MH20i或PH10T

3）测针：20×ø3mm

三、实验步骤

1）三坐标测量机结构

按机械结构分：

a)龙门式——用于轿车车身等大型机械零部件或产品测量；

b)桥式——用于复杂零部件的质量检测、产品开发，精度高；

c) 悬臂式——主要用于车间划线、简单零件的测量，精度比较低。

按驱动方式结构分：

a) 手动型——手工使其三轴运动来实现采点,价格低廉,但测量精度差； b) 机动型——通过电机驱动来实现采点，但不能实现编程自动测量；

c) 自动型——由计算机控制测量机自动采点，通过编程实现零件自动测量，且

精度高。

2）三坐标测量机原理

将被测物体置于三坐标测量机的测量空间，可获得被测物体上各测量点的坐标值，根据这些点的空间坐标值经过数学运算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置公差。

3）三坐标测量机维护保养方法

三坐标测量机作为一种精密的测量机器，如果维护及保养做得及时，就能延长机器的使用寿命，并使精度得到保障、故障率降低。为使客户更好地掌握和用好测量机，测量机维护及保养规程如下： （1）开机前的准备

a.三坐标测量机对环境要求比较严格，应按要求严格控制温度及湿度；

b.三坐标测量机使用气浮轴承，理论上是永不磨损结构，但是如果气源不干净，有油．水或杂质，就会造成气浮轴承阻塞，严重时会造成气浮轴承和气浮导轨划伤，后果严重。所以每天要检查机床气源，放水放油。定期清洗过滤器及油水分离器。定期检查机床气源上一级空气来源，（空气压缩机或集中供气的储气罐）；花岗岩导轨更要定期检查导轨面状况，所以每次开机前应清洁机器的导轨，用航空汽油擦拭（120或180号汽油）或无水乙醇擦拭。

c.切记在保养过程中不能给任何导轨上任何性质的油脂；

输出: X = 2.0 I = 0 D = 4

Y = 2.0 J = 0 R = 2

Z = 2.5 K = 1

d.在长时间没有使用三坐标测量机时，在开机前应做好准备工作：控制室内的温度和湿度(24小时以上)，然后检查气源、电源是否正常；

e.开机前检查电源，如有条件应配置稳压电源，定期检查接地，接地电阻小于4欧姆。

(2)工作过程中：

a.被测零件在放到工作台上检测之前，应先清洗去毛刺，防止在加工完成后零件表面残留的冷却液及加工残留物影响测量机的测量精度及测针使用寿命；

被测零件在测量之前应在室内恒温，如果温度相差过大就会影响测量精度；

b.大型及重型零件在放置到工作台上的过程中应轻放，以避免造成剧烈碰撞，致使工作台或零件损伤。必要时可以在工作台上放置一块厚橡胶以防止碰撞；

c.小型及轻型零件放到工作台后，应紧固后再进行测量，否则会影响测量精度；

d.在工作过程中，测座在转动时(特别是带有加长杆的情况下)一定要远离零件，以避免碰撞；

e.在工作过程中如果发生异常响声，切勿自行拆卸及维修，请及时与厂家联系，厂家会安排经过严格培训的人员前往，并承诺以最快的速度帮助客户解决问题。

(3)操作结束后

a.请将Z轴移动到上方，但应避免测针撞到工作台；

b.工作完成后要清洁工作台面；

c.检查导轨，如有水印请及时检查过滤器。如有划伤或碰伤也请及时与厂家联系，避免造成更大损失；

d.工作结束后将机器总气源关闭。

实验二孔、轴件的测量实验

一、实验目的

测量内孔尺寸与轴尺寸误差的方法和特点

认真体会“局部实际尺寸（实际误差）”概念

二、设备与器材

1）三坐标测量机

2）测头系统：MH20i或PH10T

3）测针：20×ø3mm

三、实验原理与方法

三坐标测量基本原理就是通过探测传感器（测头）与测量空间轴线运动的配合，对被测几何元素进行离散的空间点位置的获取（如图1-1），然后通过一定的数学计算，完成对所测得点的分析拟合，最终还原出被测的几何元素，并在此基础上计算其与理论值（名义值）之间的偏差（如图1-2），从而完成对被测零件的检验工作。

1-11-2

四、实验步骤、方法与注意事项

1）首先针对工件选择对应的测头配置，将被测得圆柱孔放置在工作平面如下图（1-3）：

1-3

2）被测件的孔属于基本元素“圆柱”，我们可以设置2种测量方案：方法1、自动测量，需要有被测件的CAD模型。拥有被测件的CAD模型后

打开软件，选择→→。导入

IGES文件，建立好工件坐标系让模型与工件对齐，使用面选择器选择样件的

内孔的圆柱面如图（1-4）。软件将该圆柱面命名为CYL1，我们可以在软件右侧的元素对话框中看见CYL1的圆柱面信息如图（1-5）。

1-41-5

软件下方切换到“测量”界面。点选“圆柱”功能，将CYL1拖入被测元素对话框中，在数显区滚动鼠标滚轮确定测量点数可设置测量点数为8如图1-6，点击“生成测量点”，整体设置可参照图1-7：

1-7

点击“测量”，设备根据所设置的参数采取被测件孔的空间点位置再通过软