三坐标实验报告

研究生实验报告项目名称：三坐标测量实验报告

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学号：

指导老师：

专业：

2013年11月15日

一、实验要求

1．根据实验室的三坐标测量仪和待测模型确定测量方案；

2. 与几何模型进行比较，分析误差；

3．对模型的几何要素尺寸和误差进行检测；

4．最终绘出模型的三维视图并出图；

二、实验设备

MISTRAL070705三坐标测量机，带有PC-DMIS软件的PC,电源，空压机，冷干机，空气过滤器。

三、实验方案

1.确定零件的具体结构：

①确定各几何元素所需测出的参数

测量零件的大致轮廓为方形，主要几何元素为平面、圆柱、圆柱孔和阶梯孔。因此可以选择测量件的三个垂直面建立空间直角坐标系。需要测量的主要位置误差元素为同轴度。

②测头标定

测量元素包括垂直方向的圆柱及水平方向的圆柱，因此需要标定垂直方向与水平面四个方向。

③根据零件确定测量基准

选定模型的1，2，3面为坐标系的三个基准面建立直角坐标系，并以1，2，3面作为测量基准，

2.空间坐标系的建立

面1的法线方向为X轴方向，面2的法线为Y轴方向，选定方形轮廓上平面一角为原点，并根据X轴、Y轴确定Z轴方向。如下图

图1 坐标系的确定

3．测量方案

调用自动测量程序，给定步长，根据平面的高度差，给定适合的补偿参数，然后测量面上选定的一定范围内的一系列坐标，通过与数据模型进行比较，判断相似度。

四、实验方法和步骤

1．开机

首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机和测量机气源，检查气压是否在0.4～0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。再依次接通交流稳压电源、UPS电源、控制系统电源和计算机电源，启动PC-DMIS测量程序，屏幕出现如图2初始页面

图2 PC-DMIS初始界面

图3 打开测量零件程序窗口

单击下拉箭头选择测头文件，如果需定义新的测头，则选择“未连接测头”，确定后等待数秒，当状态栏提示“请启动电机”时，按下手操盒上的“MOT ON”按钮，测量机加电，“MOT ON”指示灯亮。当屏幕弹出在可以使坐标测量机回家时按“确定”时，点击“确定”，状态栏提示“按开始”时，在确定测量机回家运行路径无障碍的情况下，按下手操盒上的“START”按钮，完成坐标的初始化。

注意：坐标初始化时，测量机侧头将自动沿X、Y、Z三轴移动到测量空间的右上角，所以要保证移动路径无障碍。

初始化完成后，弹出打开测量零件程序窗口，如图3所示，选中已有的测量程序并“打开”，如果没有测量程序则点击“取消”。

2．测量预备操作

1 测头标定。在工作台上安装固定的基准球，标定测头。

2 取下标准球，将测量零件水平摆放在工作台上，根据测量方案选取的三个相互垂直的面建立空间直角坐标系。

3. 测量操作

根据标定的几何元素进行直接测量、构造、元素间关系的计算、位置误差的检测、几何形状扫描等方法测出所需参数。调用自动测量程序，输入所需要的测量步长及其他参数，根据选定的测量路径测出所需参数，保存好测量的数据。根据测量的数据进行三视图的绘制。

4．关机

整个测量过程结束后，测量机关机。三坐标测量机的关机顺序与开机顺序相反。即首先使测头停止在测量空间安全位置，侧头处于A90。其次关闭PC-DMIS 测量程序，再依次关闭计算机电源、测头控制器和测量机控制系统电源、UPS电源、交流稳压电源，最后关闭气源系统。

五、实验结果

1.用Pro/E绘制出测量零件的三维图，如图4所示。

图4 零件三维图

2.由CAD绘制工程图,如图5标注尺寸,公差以及形位误差。（工程图另附）。

图5 CAD工程图

六、实验结果分析

由三坐标测量机测量并导出的结果以及绘制成三视图可以看出，在测量零件时设置的坐标系及基准面有些缺陷，导致测量时有很多数据是重复测量的。在测量时的实验方案不详细，在测量时遗漏了零件底面的测量。最后是测量时未考虑绘制三视图时的剖视图的，所以零件的一些参数没有详尽的测出，使零件的三视图无法完整的完成。