三坐标测量基础知识

b、添加新测头角度后
c、添加加长杆后
d、测针更换过后
e、标定结果超差时
f、标定数据过期时
矢量与余弦误差
一、矢量的定义
矢量可以被看做一个带有箭头的单位长度直线，I 方向
在X轴，J方向在Y轴，K方向在Z轴。矢量I、J、K值介于1和
-1之间，分别表示与X、Y、Z夹角的余弦。 在三坐标测量中矢量精确指明测头垂直触测被测特征 的方向，即测头触测后的回退方向。 Z (+k) Y (+J )
矩形阵列结果
环 形 阵 列
环形阵列结果
思考
1、如何得到下图所示，从圆锥斜平面沿轴线向上偏置30mm 处的直径？
2、如何得到下图所示，两小圆的最大距离与最小距离？
元素的尺寸及公差
元素尺寸公差——二维距离
二维距离的计算是两元素相对于当前工作平面的距离。 典型例子有点到线、圆到圆、圆到线的距离等。 元素到元素的二维距离在计算时，此距离可能既不平行
于当前坐标系的任何坐标轴，也不垂直于任一坐标轴，此时
要注意区分哪个方向的位移才是我们要的有效距离。
圆与圆二维距离分析
距离1的计算可以是:平行 于X轴,垂直于Y轴。
Y
距离2
距离2的计算可以是：平行 于Y轴，垂直于X轴。
距离1 X
距离 3 的计算可以是：用中 心到中心，不需要选择坐标 轴。
END!
Thank you !
b、通过建立零件坐标系，实现数模对齐以方便测量；
c、通过建立零件坐标系，提高检测结果的准确性；
三、3-2-1法建立坐标系
3-2-1法建立坐标系是三坐标测量机最常用的建立坐标 系方法，测量软件中很多其他建坐标系方法都是基于该方 法进行延伸与拓展。 默认情况下， 点 1 、 2 、 3 拟合一个平面进行零件找 正，并确定零件坐标系Z轴方向。 点4、5拟合一条直线以控制工件旋转
示例一：点构造
圆心（球心）点构造 两直线相交点构造 线2
圆
线1
投影点 偏移点 原 始 点 任一点偏置某一距离
原始点
任一点投影至某一平面
示例二：圆构造
在一个圆锥指定的直 径位置产生一个圆。
同时通过所选的几个元 素拟和产生虚拟圆。
平面和圆锥相交产生 某一高度的截面圆。
示例三：镜像构造
矩 形 阵 列
45 °
X (+I )
I = 0.707 J = 0.707 K = 0 45度方向矢量
二、余弦误差
用三坐标测量机进行元素测量时，正确的测量 方法是应该沿着被测点的法线方向进行测量，但由 于我们人为检测过程中把握不了相应的法向而导致 测量有误差，我们把这人为测量产生的误差叫做余 弦误差。 逼近方向
卢新祖
2014-8-20
测头标定
一、测头校准定义及目的
测头校正过程是指对所定 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。 测头校正的目的为：① 准确得 到测针的红宝石球的有效直径 以便测量软件进行测头半径的 补偿。② 准确得到不同测头角 度和默认第一个测头角度之间 的位置关系。
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。
二、测头校验过程
利用操纵杆在标准球的 最大范围内触测 5 点，点的 分布要均匀（图3-13）。计 算机软件在收到这些点后 (宝石球中心坐标X、Y、Z 值 ) ，进行球的拟合计算， 得出拟合球的球心坐标、直 径和形状误差，将拟合球的 直径减去标准球的直径，就 得出校正后测针宝石球“直 径”。
来。
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基本几何元素
点
元素: 矢量: 位置: 点 无 XYZ 位置
最少点数: 1 形状误差: 无
元素名前缀: PT
直线
元素: 直线 位置: 重心 矢量: 第一点到最后一点
形状误差: 直线度
最小点数: 2
元素名前缀: LN
圆
元素:圆 位置:圆心
矢量:与所在平面矢量一致
形状误差: 圆度
最小点数: 3
有效测头半径
拓展知识—测头颜色含义
根据测头标定前后显示的颜色分类，总共分为5种颜色，分 别为黑色、绿色、蓝色、红色以及灰色，每种颜色都代表测头 不同的含义。
黑色：测头未经标定；
绿色：测头标定过且标定结果合格；
蓝色：测头标定过但标定结果超差；
红色：测头标定结果数据过期； 灰色：已删除的不存在测头；
三、测头需要重新标定的情况 a、测座或者测针有拆卸过
二、RationalDMIS工作平面
RationalDMIS 在“工作平面”选项里可以选择所需的
面，作为当前的工作平面。“最近的CRD平面”这个窗口 接受从元素数据区拖放平面元素。 计算需要工作平面的元素有：直线元素, 圆元素, 圆 弧元素,椭圆元素, 键槽元素和二维曲线元素；
对于其他所有元素, 工作平面选择窗口会自动隐藏起
元素名后缀：CIR
圆柱
元素:圆柱 位置:轴线中点
矢量:从下到上
形状误差:圆柱 度 最小点数:5 元素名后缀:CYL
圆锥
元素:圆锥 位置:顶点
矢量:从小圆到大圆
形状误差:锥度
最小点数:6
元素名后缀:CON
元素构造
元素构造的意义
元素构造时测量软件测量功能中的辅助模块，便于用户 在测量中由于受测量局限性的影响，而我们有必须得到某些 特定元素所设立的功能操作区，其主要意义如下： 通过已测的元素构造出无法直接测量得到的元素。 构造元素可以是计算辅助元素，也可以是测量结果元 素。
法向矢量 实际接触点
期望接触点 导致的误差·
坐标系
一、测量机的坐标空间（MCS）
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。如下图所示，X轴为左右指向， Y 轴为前后指向，Z 轴为上下指向，三条边的交点为机器的 原点。
Z
Y
原点
X
二、建立零件坐标系的意义
a、通过建立零件坐标系，限制被测工件的6个自由度；
元素尺寸公差——三维距离
三维距离计算的是两个元素之间的最小距离 , 与工作 平面无关。典型例子有点到面的距离，面到面的距离，面 与面的夹角。
PLN1 DISTANCE
PLN2
元素形位公差
加工后的工件不仅有尺寸误差，构成工件几何特征的点、
线、面的实际形状或相互位置与理想几何体规定的形状和相互
位置还不可避免地存在差异，这种形状上的差异就是形状误 差，而相互位置的差异就是位置误差，统称为形位误差。 测量软件支持国家或国际标准的大部分几何元素的形位公 差评价项目，包括：基本几何元素尺寸偏差，直线度、平面
自由度，并确定零件坐标系X轴方向。
点 6 拟合一个单点，确定任一坐标轴 起点位置。
工作平面
一、工作平面定义
工作平面用来定义二维元素数学计算的平面。软件在默认
情况下，定义XY平面作为元素计算的工作平面。当被测二维元 素所在平面与XY平面不重合或者不平行时，需要提前定义好它 们的测量工作平面，否则会导致测量结果不正确。一般来说， 我们会选择被测二维元素所在平面作为其测量的工作平面。
度、圆度、圆柱度、平行度、垂直度、倾斜度、位置度、同轴
（心）度、对称度、圆（全）跳动等形位公差。
本章知识要点
测头标定的原理及意义。
余弦误差产生原因及避免方法。
构建坐标系的意义及对3-2-1法的理解。
工作平面的理解及掌握其适用场合。 基本几何元素的最少点数及矢量方向记忆。 元素构造的意义及其功能应用。 元素尺寸偏差及形位公差的理解。