三坐标测量.ppt
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三坐标使用教程ppt课件
• 双数据区窗口，这两个数据区窗口同时显示不同 的数据区，主要包含以下内容：
• 1、元素数据区 • 2、坐标数据区 • 3、探头数据区 • 4、公差数据区 • 5、变量数据区 • 6、DMIS程序数据区 • 7、自定义视图数据区 • 8、测量方法
机器状态窗口
• 机器状态窗口包含5个面板: 机器位置窗口；数字 显示窗口(DRO1)；数字显示窗口(DRO2)；探头 设置窗口,信息和错误信息显示窗口。
测头校验-角度校验
测针校验一般在双数据区进行，在双数据区选择探头数据区， 然后把需要校验的角度选中，然后一起拖放到定义好的校验 规上，然后机器就会自动对测头角度进行打点校验。
注意：手动测头，如MH20I，必须根据提示， 旋转测头角度；标准球位置移动的情况下， 必须手动打点，确认标准球位置。
测量
• 三坐标测量主要分为3部分：手动测量、编 程测量和CAD导入测量
点此处切换
编程测量
打开软件右上角的“自学习状态”，打开后，测量、 公差、构造，DMIS编辑区都会有语言程序生成。
DMIS编辑区
自学习 状态
编程测量
语言程序执行过程中，机器走的是最短路径，元素 与元素之间需要插入“空间点”，避免碰撞。
编程工具栏
打开 保存 开始 停止
程序编好后，可以通过编程工具栏的保 存，把程序保存起来，下次测同一工件， 可以打开，然后点开始去执行。
信息
三坐标测量机的基本操作
一般三坐标测量工件，大致可以分为4个部分： 1.根据工件和要测量的尺寸要求，选择合适的测针 和角度，并进行校验；
2.测量需要参与计算和辅助计算的元素； 3.通过公差，求出需要的结果； 4.整理并保存报告。
测头校验
测量
公差
• 1、元素数据区 • 2、坐标数据区 • 3、探头数据区 • 4、公差数据区 • 5、变量数据区 • 6、DMIS程序数据区 • 7、自定义视图数据区 • 8、测量方法
机器状态窗口
• 机器状态窗口包含5个面板: 机器位置窗口；数字 显示窗口(DRO1)；数字显示窗口(DRO2)；探头 设置窗口,信息和错误信息显示窗口。
测头校验-角度校验
测针校验一般在双数据区进行，在双数据区选择探头数据区， 然后把需要校验的角度选中，然后一起拖放到定义好的校验 规上，然后机器就会自动对测头角度进行打点校验。
注意：手动测头，如MH20I，必须根据提示， 旋转测头角度；标准球位置移动的情况下， 必须手动打点，确认标准球位置。
测量
• 三坐标测量主要分为3部分：手动测量、编 程测量和CAD导入测量
点此处切换
编程测量
打开软件右上角的“自学习状态”，打开后，测量、 公差、构造，DMIS编辑区都会有语言程序生成。
DMIS编辑区
自学习 状态
编程测量
语言程序执行过程中，机器走的是最短路径，元素 与元素之间需要插入“空间点”，避免碰撞。
编程工具栏
打开 保存 开始 停止
程序编好后，可以通过编程工具栏的保 存，把程序保存起来，下次测同一工件， 可以打开，然后点开始去执行。
信息
三坐标测量机的基本操作
一般三坐标测量工件，大致可以分为4个部分： 1.根据工件和要测量的尺寸要求，选择合适的测针 和角度，并进行校验；
2.测量需要参与计算和辅助计算的元素； 3.通过公差，求出需要的结果； 4.整理并保存报告。
测头校验
测量
公差
三坐标测量机ppt课件
需要追加其 它角度，可 通过输入每 一个A、B角 ，然后对其 进行校验测 量。
46
产生测头文件
第七步
如果需要多组 复合角度，可 以通过A、B 角的起始角， 它们的增量和 终பைடு நூலகம்角的输入 来实现。
当所需的测 头位置全部 输入后，选 择“测量” 。
47
产生测头文件
第八步
输入测量标 准球的点数 。
48
逆向工程技术
1
内容
– 三坐标测量机的发展历程 – 三坐标测量机的类型和组成 – 测量方法分析 – 三坐标测量机应用 – 三坐标测量机的发展趋势
2
一、三坐标测量机的发展历程
前言
三坐标测量机（CMM）是20世纪60年代发展起来的一种新型 高效的精密测量仪器。它的出现，一方面是由于自动机床、数控机 床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测 量设备与之配套；另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控 制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术 基础。
27
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
B 角旋转
28
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，至少有一個 接触器断开，此时机器 接触器断开 的X、Y、Z光柵被读出 。这组数值表示此时的 测杆球心位置。
15
（2）测头系统 测头是坐标测量机触测被测零件的发讯开关, 是坐
标测量机的关键部件，测头精度的高低决定了坐标测 量机的测量重复性。三坐标测量机的功能、工作效率、 精度与测头密切相关。三坐标测头的两大基本功能是 测微和触发瞄准。
自动三坐标测量机培训教材(PPT266页)
✓注意：1）角度A0B0是基准针，必须放在第一 行；
2）在进行校正前必须确认测点数为零。
例图： 测点数
八、基本几何元素的测量：
定义：是由测量点通过最小二乘法（最大内切法或最小外接法）计算得出的。 元素的分类：点元素和矢量元素两大类
➢ 点元素分两大类：（1） 空间点 （2）平面点 ➢ 点元素共8个包括：点、 圆、圆弧 、椭圆 、球 、方槽 、圆槽 、圆环；只表达元素的尺寸和空间位
a. XYZ 表示球心坐标； b. D 表示球的直径； c. F 表示圆度误差；
例图：
（9）圆锥（N ≥8点）
a. XYZ 表示圆锥锥顶点的坐标； b. A1 A2 A3 表示圆锥轴线与当前坐
标系XYZ三轴的夹角； c. A 表示锥半角（锥角=2A）；
例图：
第一个截面圆4点
第二个截面圆4点
（10）方槽（N =5点）
a. X Y Z 表示第一个截面圆的圆心坐标； b. A1 A2 A3 表示圆柱轴线与当前坐标
系XYZ三轴的夹角； c. D 表示圆柱直径； d. F 形状误差（表示圆柱度误差）；
注意：必需是采两个截面圆，且 两个截面圆的采点数一致。
例图
第一个截面圆4点
第二个截面圆4点
（8）球 （N ≥5点）：
c. F: 形状误差（表示直线度误差. 3点以上）
例图 ：
0
垂足点的坐标 直线
清空测点数
删除测点数（最后测点一个往前删） 测点数
(3)圆： （ N≥ 3点）
a. X,Y,Z 表示圆心坐标； b. D / R 表示圆的直径或半径； c. F 形状误差（表示圆度误差）； d. 注意: 采点没有顺序，十字形采点或顺时针，
a. XYZ 表示方槽中心点的坐标； b. L 表示长； c. W 表示宽； 注意：采点是由顺时针或逆时针方向
2）在进行校正前必须确认测点数为零。
例图： 测点数
八、基本几何元素的测量：
定义：是由测量点通过最小二乘法（最大内切法或最小外接法）计算得出的。 元素的分类：点元素和矢量元素两大类
➢ 点元素分两大类：（1） 空间点 （2）平面点 ➢ 点元素共8个包括：点、 圆、圆弧 、椭圆 、球 、方槽 、圆槽 、圆环；只表达元素的尺寸和空间位
a. XYZ 表示球心坐标； b. D 表示球的直径； c. F 表示圆度误差；
例图：
（9）圆锥（N ≥8点）
a. XYZ 表示圆锥锥顶点的坐标； b. A1 A2 A3 表示圆锥轴线与当前坐
标系XYZ三轴的夹角； c. A 表示锥半角（锥角=2A）；
例图：
第一个截面圆4点
第二个截面圆4点
（10）方槽（N =5点）
a. X Y Z 表示第一个截面圆的圆心坐标； b. A1 A2 A3 表示圆柱轴线与当前坐标
系XYZ三轴的夹角； c. D 表示圆柱直径； d. F 形状误差（表示圆柱度误差）；
注意：必需是采两个截面圆，且 两个截面圆的采点数一致。
例图
第一个截面圆4点
第二个截面圆4点
（8）球 （N ≥5点）：
c. F: 形状误差（表示直线度误差. 3点以上）
例图 ：
0
垂足点的坐标 直线
清空测点数
删除测点数（最后测点一个往前删） 测点数
(3)圆： （ N≥ 3点）
a. X,Y,Z 表示圆心坐标； b. D / R 表示圆的直径或半径； c. F 形状误差（表示圆度误差）； d. 注意: 采点没有顺序，十字形采点或顺时针，
a. XYZ 表示方槽中心点的坐标； b. L 表示长； c. W 表示宽； 注意：采点是由顺时针或逆时针方向
三坐标测量方法分析 ppt课件
PPT课件
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编程注意的问题
PPT课件
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编程的思路
• 编程要求：安全、高效、精确、可靠。 • 模块化编程。 • 编程的整体结构。 • 程序要优化、要有容错措施。
PPT课件
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程序结构
程序初始化 手动测基准元素 建立坐标系 自动测量基准 自动建坐标系 保存坐标系 测量全部元素 构造、计算、评价 输出检测报告 PPT课件
PPT课件 17
拟合坐标系的方法
1. 分析数模，独立建立零件坐标系， 使用CAD=零件。 2. 使用程序模式，直接在数模上建立 坐标系，然后测量零件拟合。 3. 找到三个6方向封闭点，最佳拟合。 4. 迭代法。
PPT课件
PPT课件
19
测量中的困惑
PPT课件
20
几个难题
• 小圆弧
小于1/4圆，会出现很大的测量误差， 分辨力、重复性原因。增加测量点。 改变方法，测量轮廓。 拟合的方法。（根据具体情况，探讨）
PPT课件 37
预防非正常的测头损坏
• • • • • • •
停止使用时，停放安全位置。 上、下零件时，测量机放置安全位置。 自动测量前，慢速到位。 模块开始时，设置测头号和坐标系。 模块结束时，测头高于零件位置。 调用测头时，先看测头高度。 粘住测头时，想好步骤再动。
PPT课件 38
谢谢！
PPT课件
PPT课件 7
增加测头位置如何校正
如果标准球没有移动，可以直接对新增加 的测针校正。 如果移动了标准球，重新校正1＃测针，再 校正新测针。已校正的位置不必重新校正。
自动更换测针组的校正必须成组校正 选择正确的校正角度顺序
PPT课件 8
三坐标教程PPT模板
三坐标培训教程
课程目标
• 坐标测量基础知识 •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 • 学会如何编制零件的測量程式 • 从头到尾编制合理的有条理的工件测量程式
六个良好测量实践的原则
正确的测量：测量仅应当满足已经协议的并且进行了很好定义的要求 。 正确的工具：应当采用合适的设备和方法进行测量，这些都经过论证 并适合于工作的目的。 正确的人员：测量人员应当是能胜任工作的、合格的和了解所要做工 作重要程度的。 定期的回顾：应当既有内部的，亦有独立的部门对所有测量设施和过 程的技术性能作出评估。 论证的一致性：在一个地方测量应当与在其他地方进行测量一致。 正确的过程：所有的测量的过程应当经深思熟虑并与国家或国际标准 相一致。
三坐标测量机系统的初步认识
三坐标测量机是60年代后期发展起来的一种高效的新型精密测量设备， 目前被广泛应用于机械、电子、汽车、飞机等工业部门，它不仅用于测量各 种机械零件、模具等的形状尺寸、孔位、孔中心距以及各种形状的轮廓，特 别适用于测量带有空间曲面的工件。由于三坐标测量机具有高准确度、高效 率、测量范围大的优点，已成为几何量测量仪器的一个主要发展方向。
三坐标测量机按其精度分为两大类：
精密型万能测量机（UMM）：是一种计量型三坐标测量机，其精度 可以达到1.5 m+2L/1000，一般放在有恒温条件的计量室内，用于精 密测量，分辨率为0.5m，1或2m，也有达0.2m或0.1m的。
生产型测量机（CMM）：一般放在生产车间，用于生产过程的检测 ，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5m或10m，小型生产型测 量机也有1m或2m的。
三坐标测量机系统的硬件构成和功能
三坐标测量机系统的硬件主要有三部分组成： ⑴ 终端控制计算机和打印机：在三坐标测量机系统的硬件结构中，计算机 是整个测量系统的管理者。计算机实现与操作者对话、控制程序的执行和结 果处理、与外设的通讯等功能。 ⑵ 数控设备及其外设：数控设备是计算机和测量机的接口（I/O，工具信 号，紧急情况等）。数控设备通过由计算机传来的数据计算出参考路径，不 断地控制测量机的运动及与手提式控制盒的通讯。 ⑶ 三坐标测量机：三坐标测量机的主体主要由以下各部分组成：底座、测 量工作台、立柱、X向支撑梁和导轨、Y向支撑梁和导轨、Z轴部件、测头、驱 动电机及测长系统。其结构形式（总体布局形式）主要取决于三组坐标的相 对运动方式，它对测量机的精度和适用性影响很大。图1-1列出了常见的几种 结构形
课程目标
• 坐标测量基础知识 •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 • 学会如何编制零件的測量程式 • 从头到尾编制合理的有条理的工件测量程式
六个良好测量实践的原则
正确的测量：测量仅应当满足已经协议的并且进行了很好定义的要求 。 正确的工具：应当采用合适的设备和方法进行测量，这些都经过论证 并适合于工作的目的。 正确的人员：测量人员应当是能胜任工作的、合格的和了解所要做工 作重要程度的。 定期的回顾：应当既有内部的，亦有独立的部门对所有测量设施和过 程的技术性能作出评估。 论证的一致性：在一个地方测量应当与在其他地方进行测量一致。 正确的过程：所有的测量的过程应当经深思熟虑并与国家或国际标准 相一致。
三坐标测量机系统的初步认识
三坐标测量机是60年代后期发展起来的一种高效的新型精密测量设备， 目前被广泛应用于机械、电子、汽车、飞机等工业部门，它不仅用于测量各 种机械零件、模具等的形状尺寸、孔位、孔中心距以及各种形状的轮廓，特 别适用于测量带有空间曲面的工件。由于三坐标测量机具有高准确度、高效 率、测量范围大的优点，已成为几何量测量仪器的一个主要发展方向。
三坐标测量机按其精度分为两大类：
精密型万能测量机（UMM）：是一种计量型三坐标测量机，其精度 可以达到1.5 m+2L/1000，一般放在有恒温条件的计量室内，用于精 密测量，分辨率为0.5m，1或2m，也有达0.2m或0.1m的。
生产型测量机（CMM）：一般放在生产车间，用于生产过程的检测 ，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5m或10m，小型生产型测 量机也有1m或2m的。
三坐标测量机系统的硬件构成和功能
三坐标测量机系统的硬件主要有三部分组成： ⑴ 终端控制计算机和打印机：在三坐标测量机系统的硬件结构中，计算机 是整个测量系统的管理者。计算机实现与操作者对话、控制程序的执行和结 果处理、与外设的通讯等功能。 ⑵ 数控设备及其外设：数控设备是计算机和测量机的接口（I/O，工具信 号，紧急情况等）。数控设备通过由计算机传来的数据计算出参考路径，不 断地控制测量机的运动及与手提式控制盒的通讯。 ⑶ 三坐标测量机：三坐标测量机的主体主要由以下各部分组成：底座、测 量工作台、立柱、X向支撑梁和导轨、Y向支撑梁和导轨、Z轴部件、测头、驱 动电机及测长系统。其结构形式（总体布局形式）主要取决于三组坐标的相 对运动方式，它对测量机的精度和适用性影响很大。图1-1列出了常见的几种 结构形
三坐标测量基础知识ppt课件
精选版课件ppt
定义
功定 能义
、 测 量 、 构 造 三 大
测量
构造
精选版课件ppt
1.5基本测量流程 ：
准备工作
包括数模、测量基准、 测量元素，料厚信息 要明确，具备测量支 架，明确零件装夹方 式等
测量
包含建立基准、定义 理论值和构造
评价
距离、角度、形位公 差等
出报告
PDF、TXT或其 他
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1.1 三坐标测量的分类
• 1.按测量方式分类 分接触式测量和非接触式测量（激光测量 仪）
• 2.按测量机的结构分类 可以概括为悬臂式、台式、桥式、龙门式 、 便携式（关节臂）
精选版课件ppt
悬臂式测量机
精选版课件ppt
龙门式测量机
精选版课件ppt
1.2的客观因素和用途
• 这种建立参考系方法的原则是，通过在基准表面上采集六个点， 从而创建参考系。
精选版课件ppt
• 上图的例子中，点1, 2, 3 设定 了X方向，这些点的坐标位置是 X=-100， 点4, 5 设定了Y 方向坐标是 Y=45， 点 6 设定了Z方向是 Z=50. 选择3-2-1构建坐标系时，显示右侧 的对话框：
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3.4.2 测头校准球位置固定
• 为了让测量设备在机器坐标系（MCS）下能够准确找 到固定好的零件，我们需要将MCS也固定下来。这可以通 过固定校准球的位置来实现。
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2.5测头校准原理与实际意义
• 在自动测量中，测头可以进行旋转，而具有多种姿态。 不同姿态时测量同一个位置得到的光栅读数是不一样的。 • 因为不同的姿态的测头在XYZ三个光栅方向上运动时的 轨迹是相同的，因此坐标轴的方向不需要校准。故而实际 上不同姿态的机器坐标系之间的关系是平移的关系。因此 我们可以通过让所有的姿态测量统一位置的小球，把所有 姿态的机器坐标系原点都定义在小球上，就可以统一所有 的机器坐标系。在此基础上，就可以在测量过程中随意旋 转测头了。这一过程称为“测头校准”
定义
功定 能义
、 测 量 、 构 造 三 大
测量
构造
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1.5基本测量流程 ：
准备工作
包括数模、测量基准、 测量元素，料厚信息 要明确，具备测量支 架，明确零件装夹方 式等
测量
包含建立基准、定义 理论值和构造
评价
距离、角度、形位公 差等
出报告
PDF、TXT或其 他
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1.1 三坐标测量的分类
• 1.按测量方式分类 分接触式测量和非接触式测量（激光测量 仪）
• 2.按测量机的结构分类 可以概括为悬臂式、台式、桥式、龙门式 、 便携式（关节臂）
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悬臂式测量机
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龙门式测量机
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1.2的客观因素和用途
• 这种建立参考系方法的原则是，通过在基准表面上采集六个点， 从而创建参考系。
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• 上图的例子中，点1, 2, 3 设定 了X方向，这些点的坐标位置是 X=-100， 点4, 5 设定了Y 方向坐标是 Y=45， 点 6 设定了Z方向是 Z=50. 选择3-2-1构建坐标系时，显示右侧 的对话框：
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3.4.2 测头校准球位置固定
• 为了让测量设备在机器坐标系（MCS）下能够准确找 到固定好的零件，我们需要将MCS也固定下来。这可以通 过固定校准球的位置来实现。
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2.5测头校准原理与实际意义
• 在自动测量中，测头可以进行旋转，而具有多种姿态。 不同姿态时测量同一个位置得到的光栅读数是不一样的。 • 因为不同的姿态的测头在XYZ三个光栅方向上运动时的 轨迹是相同的，因此坐标轴的方向不需要校准。故而实际 上不同姿态的机器坐标系之间的关系是平移的关系。因此 我们可以通过让所有的姿态测量统一位置的小球，把所有 姿态的机器坐标系原点都定义在小球上，就可以统一所有 的机器坐标系。在此基础上，就可以在测量过程中随意旋 转测头了。这一过程称为“测头校准”
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测头校验-角度校验
测针校验一般在双数据区进行，在双数据区选择探头数据区， 然后把需要校验的角度选中，然后一起拖放到定义好的校验 规上，然后机器就会自动对测头角度进行打点校验。
注意：手动测头，如MH20I，必须根据提示， 旋转测头角度；标准球位置移动的情况下， 必须手动打点，确认标准球位置。
测量
• 三坐标测量主要分为3部分：手动测量、编 程测量和CAD导入测量
• 1、机器位置窗口 ：包含多种方法来控制CNC机器位置或 进行脱机编程。
• 2、D.R.O1 ：显示机器当前位置。 • 3、D.R.O2 ：显示机器当前位置，当打开转盘功能时,附
加显示转盘的角度 • 4、探头设置窗口 ：控制测量过程中机器移动的行为。 • 5、信息和错误信息显示窗口 ：显示程序运行过程中错误
零自检
气源
电控箱
UCCser ver
Rational DMIS
回零
软件界面介绍
主菜单
• 主菜单使用户能快速实现新建、保存文件；创建 、装载机器模型等功能。包括：文件、选项、窗 口、帮助四部分。
• 1、文件：提供创建、保存、打开解决方案，CAD导入 、导出等功能。
• 2、选项：提供创建、加载机器模型，程序设置等功能 。
测头角度分为A角度和B 角度 A角度的范围是0~105度 B角度的范围是0~±180 度
测头校验-测头和角度定义
• 首先通过操作工作区，选择测头工作区，进入测 头定义和构建窗口。
测头构建：更换测针后，必须定义和 实物一致。
定义角度：根据工件要求，输入需要 用到的角度。
校验规：位置移动的情况下，需要在 更新校验规上打勾，手动确认校验规 位置。
等属性。
双数据区窗口
《三坐标培训教材》课件
THANKS.
确保气源压力稳定，无杂 质，以保证气动装置的正 常运行。
设备归位
每次使用后，将三坐标测 量机移动到指定的安全位 置，并确保设备稳定。
三坐标测量机的定期保养
每周检查
每周对三坐标测量机的导 轨、丝杆、轴承等关键部 位进行检查，确保无异常 。
清洁光栅尺
定期清洁光栅尺，避免灰 尘和污垢影响测量精度。
润滑
根据需要，对三坐标测量 机的运动部件进行润滑， 以减少磨损。
度校准和测头校准。
编程与建模
根据被测工件的类型和 尺寸，进行编程和建模
，建立测量程序。
工件定位
确定工件在测量机上的 正确位置和方向，以便
进行准确的测量。
环境条件控制
确保测量环境温度、湿 度、气压等参数符合要 求，以减少测量误差。
测量过程中的注意事项
测头选择与校准
根据测量需求选择合适的测头 ，并确保测头校准准确无误。
测量速度控制
合理设置测量速度，避免因速 度过快导致测量误差。
防止碰撞
在测量过程中，要时刻关注测 头与工件的相对位置，避免碰 撞。
数据实时监测
实时监测测量数据，发现异常 及时处理。
测量后的数据处理
数据处理与分析
对测量数据进行处理、分析和解读，得出准 确的测量结果。
报告生成
根据测量结果生成报告，包括数据表格、图 形和统计分析等内容。
导出数据
将测量结果导出为标准格式（ 如CSV、DXF等）。
三坐标测量机的测量流程
测量前的准备 检查工件是否符合测量要求，如尺寸、重量等。
根据工件特点选择合适的测头和测针。
三坐标测量机的测量流程
设置安全参数，确保操作安全。 建立坐标系 选择合适的基准面和基准点，建立工件坐标系。
原创三坐标测量教案PPT课件
三坐标测量机的发展历史
2024/4/4
三坐标测量机的主要组成部分
三坐标测量机种类繁多但大体上皆由若干具有一定功能的部分 组成，主要由主机、测头、电气系统三大部分。主机部分主要 包括机械框架结构、标尺系统、导轨、驱动装置、转台及附 件。三维测头是三维测量的传感器，它可在三个方向上感受瞄 准信号和微小位移，以实现瞄准与测微两种功能。电气系统包 括控制部分。计算机硬件、计算机软件及输出设备。
测头的材料
红宝石 氮化硅 氧化锆球
杆材料
不锈钢 碳化钨
陶瓷 碳纤维
测头是测量机触测被测零件的发讯开关，它是坐标测量机的
关键部件，测头精度的高低决定了测量机的测量重复性。
接触式
机械接触式测头 电气接触式测头
触发式 扫描式
测头分类
非接触式 光学测头
光学测头的优势
1）由于不存在测量力，因而适合于测量各种软的和薄的 工件；
什么时侯用扫描测头？
应用于有形状要求的零件和轮廓的测量：扫描方式测量 的主要优点在于能高速的采集数据，这些数据不仅可以 用来确定零件的尺寸及位置，更重要的是能用众多的点 来精确的描述形状、轮廓，这特别适用于对形状、轮廓 有严格要求的零件，该零件形状直接影响零件的性能(如 叶片、椭圆活塞等); 也适用于你不能确信你所用的加工 设备能加工出形状足够好的零件,而形状误差成为主要问 题时。
2024/4/4
谢谢大家
2）由于是非接触测量，可以对工件表面进行快速扫描测 量；
3）多数光学测头具有比较大的量程，这是一般接触式测 头难以达到的；
4）可以探测工件上一般机械测头难以测到的部位。
什么时侯用触发式测头？
1.被测零件所关注的是尺寸（如小的螺纹底孔）、间 距或位置，接触式触发测量是合适的，特别是由于对 离散点的测量; 2. 触发测头体积较小当测量空间狭窄时测头易于接近 零件; 3. 一般来讲触发式测头使用及维修成本较低。
三坐标测量培训教程课件(2024)
04
注意事项
保证测量设备的精度和稳定性， 选择合适的夹持方式和测量力，
避免零件的变形和损坏。
21
齿轮类零件的测量
齿轮类零件的特点
形状复杂、尺寸精度要求高、齿形齿向精度要求 高等。
测量步骤
建立齿轮的三维模型，确定测量参数和路径，进 行数据采集和处理，生成测量报告。
2024/1/29
测量方法
采用综合测量法，如齿轮测量中心、齿轮滚检机 等。
在线测量技术
将三坐标测量技术与生产线相结合，实现生产过程中的实时在线测 量和监控。
数据处理与分析技术
利用计算机技术和数据分析方法，对测量数据进行处理、分析和挖 掘，提高测量精度和效率。
25
未来三坐标测量技术展望
1 2
多传感器融合技术
将不同原理的传感器进行融合，实现优势互补， 提高测量的准确性和可靠性。
光学扫描测量技术
通过光学扫描方式获取被测物体表面的三维形貌信息，具有高效率 、高精度的特点。
电容传感器测量技术
利用电容变化原理，实现微小位移和形变的测量，具有灵敏度高、 响应速度快等优点。
24
智能化、自动化发展趋势
2024/1/29
机器人化三坐标测量机
将三坐标测量机与工业机器人技术相结合，实现自动化、智能化 的测量过程。
2024/1/29
长度测量
利用测头接触被测物体表 面，通过测量系统计算测 头与被测物体之间的距离 ，从而得到长度尺寸。
角度测量
通过测量两个相交平面或 直线之间的夹角，得到被 测物体的角度信息。
4
三坐标测量系统组成
测量机主机
包括测量机的框架、导轨、驱 动系统等部分，提供稳定的测
量平台和精确的位移控制。
三坐标测量基础知识 PPT
Bonus
0 0.10 0.20 0.30 0.40
MMC
0.15 0.25 0.35 0.45 0.55
30
A 40
最大实体条件
位置公差解析
下图显示了为什么两个点距离相同但不是每个都在公差之内。 超差
位置度公差带
合格
位置度产生一个圆形公差带，它能很好地判断特征元素的配合关系。
公差标准项目符号
坐标系类型
z
Z
◆ 直角坐标系
Y X
z
P( , , z )
◆ 柱坐标系
x
Z O Q
y
◆ 球坐标系
Z
P(r, , )
x
o
r
Y
Q
测量机坐标轴
测量机的空间范 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（通 常指测头所在的 位置）。
测座
RTP20
测座的A角以15 ° 分度从0 °旋转到 90 °， B角以15 °
分度从－180 °旋转 到180 °。
B 角旋转
A 角旋转
触发式测头的原理
TP20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。
矢量方向45度方向矢量余弦误差不正确的矢量测量产生余弦误差probedia05100200300400600angleerrormagnitudeerrorintroducedprobingnormalsurface1000000000010000200002000030000550000100001900038000570007600115100000390007700154002310030900463150000880017600353005290070901058200001600032100642009630128401925期望接触点导致的误差法向矢量理论接触点逼近方向角度大家应该也有点累了稍作休息大家应该也有点累了稍作休息大家有疑问的可以询问和交流大家有疑问的可以询问和交流坐标系类型直角坐标系柱坐标系球坐标系原点测量机的空间范围可用一个立方体表示
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2.逆向工程设计的基本过程 （1）点云数据的导入（使用Pro/E软件）
（2）点云数据的处理 去除噪声：在三坐标测量中可能因为零件表面的 瑕疵会出现测量表面的“突变”，这些突变点不
能 反映原始曲面的状况，称为“噪声”
填充破洞：测量过程中可能因为三坐标测量机或 被测量曲面的原因而造成部分极小区域数据丢 失，则需要根据周围曲面的曲率情况对该区域进 行填充
Hale Waihona Puke 3.三坐标测量仪三坐标测量仪的主体主要由以下各部分组 成：底座、测量工作台、立柱、测量系统、驱 动装置、附件。
1）悬臂式 悬臂式又分为悬臂移动式和悬臂固定式
2）桥式 3）龙门式 4）镗床式
• 4．探针
• 1）直探针
• 直探针是结构最简单的探针系统，有球度 非常好的工业红宝石球，杆材料可以选择。
柔性制造工艺
三坐标测量仪及其使用
• 三坐标测量仪的硬件组成 • 三坐标测量仪的工作原理 • 三坐标测量仪的测量过程 • 三坐标测量在逆向工程中的应用
• 三坐标测量仪（Coordinate Measure Machine， CMM）是20世纪60年代后期 发展起来的一种高效率的新型精密测量 设备。它广泛应用于机械制造、电子、 汽车和航空航天等工业中。它可以进行 零件和部件的尺寸、形状及相互位置的 检测，还可用于划线、定中心孔等，并 可以对连续曲面进行扫描。
柔性和易于使用。
• 4）圆柱探针
•
用于探测薄壁材料的孔。此外，各种带螺纹的元
素可以被探测，螺纹中心被定位。球端圆柱探针允许
多角度采集数据和在X，Y，Z三个方向探测，这样可以
进行表面检测。
• 5）尖探针
• 用于检测螺纹体、特殊的点和划线。 圆端尖探针允许更精确的测量和特征元素 的探测，也可以用于更小的孔的检测。
•
红宝石是非常硬的材料，做成的探针的磨损量最
小。它的密度也非常低，这样针尖质量最小，从而可以
避免由于机器运动或振动而造成的探针误触发。
•
使用的杆可以有多种材料可供选择，如：不锈钢、
碳化钨、陶瓷和各种特殊的碳纤维材料。这些结构简单
的红宝石探针更适合于多种检测应用场合。
•
尽可能选择大的红宝石探针球和尽可能短的杆，
（3）包络处理 对处理过的数据点进行三角平面处理，其基本原 理是利用点云数据中的每一点与其相邻的两点构 成一个小三角平面，用大量的小三角面表示曲面 的大致形状，即用三角平面代替曲面
（4）重新造型
利用一定数量的样条曲面替代小三角平面，使得 曲面整体更加平滑，并接近原始曲面的形状
课后作业
1.简述三坐标测量仪的测量过程。
可以保证最大的球/杆距离，这样可提供更有效的工作
和长度。
• 2）星型探针
• 星型探针的多个探针测头可用来测 量复杂的元素和孔。一般地用四个或五 个红宝石探针安装在刚性的不锈钢中心 上。
• 3）圆盘探针
• 用于测量钻孔的切口和凹槽，通常用星型测头是探测 不到的。可以将它们想象成球度非常好的球“截面”， 有多种直径选择和厚度选项。所有的旋转调整和增加 中心探针的能力都是圆盘探针的触测范围，使其具有
结论：三坐标测量实际上是数控加工的逆过程
• 三坐标测量仪的测量过程
1.开机，机器归零 三坐标测量仪也拥有一个参考点，其归零过程与 数控机床回参考点相似
注意：归零时机器 的起始点不能与零
点过近
2.探针校准 测量时系统记录的是探针中心的坐标，而不是接 触点的坐标，因此必须对探针的半径进行补偿， 其类似于数控机床上的刀具偏置参数
（3）测量软件
测量仪软件包括控制软件和数据处理软件， 这些软件可以进行坐标变换与测头校正，生成 测量路径，还用于基本几何元素及其相互关系 的测量、形状与位置误差测量、曲线与曲面的 测量等。
2.测头
三坐标测量仪是用测头来拾取信号的，它 的准确度和测量效率与测头密切相关。测头即 是三维测量传感器，它可以在三个方向上感受 瞄准信号和微小位移。
• 三坐标测量仪是基于坐标测量原理，将 被测物体置于三坐标测量仪的测量空间， 通过测头可获得被测物体上各个测点在X、 Y、Z三个方向上的精确坐标位置，根据 这些点的空间坐标值，经计算可求出被 测对象的几何形状、尺寸和位置。
• 三坐标测量仪的硬件组成
1.电气系统
（1）电气控制系统：测量仪控制部分
（2）计算机硬件部分
• 三坐标测量仪的工作原理
1.测量时把被测件置于测量机的测量空间中
2.通过机器运动系统带动测头对测量空间内任意 位置的被测点瞄准，当瞄准实现时测头即发出 读数信号
3.通过测量系统获得被测物体上各测点的坐标位 置
4.根据这些点的空间坐标值，通过专业测量软件 对被测物体的规格尺寸，形状和相互位置关系 进行快速和精确（微米级）的计算与输出
4.数据的测量 测量数据时应保证数据能反映零件的特征，同时数 据应尽量少
反映一个平面需要至少3个点，但平面所在轮廓复 杂时，采集点数应增加
5.其它三坐标测量仪器
• 三坐标测量在逆向工程中的应用
1.点云数据的概念 三坐标测量机测量曲面时获取的是大量反映曲面 特征的点云数据，点云数据对曲面的还原取决于 采样点的数量。
校准方法：使用校准球，利用探针对校准求测量 至少5个点，获取球的位置、直径、形状偏差，最 终得到探针的半径值
3.零件的找正 在测量前应确定零件坐标系在三坐标测量仪机器 坐标系中的位置，其类似于数控加工中的对刀操作
找正方法：采用“3-2-1”方法，即测量3个点确定一 个基准面，然后测量2个点确定基准轴，最后测量1 个点确定原点位置