三坐标测量技术规范

三坐标测量技术规范

1 测量准备 2

1.1 基本原则 2

1.2 测量准备 2

2 工件装夹 2

2.1 产品形状的保持 2

2.2 装夹方位 2

2.3 装夹技巧 2

3 测量 3

3.1 测量的内容和次序 3

3.2 基准点组的测量 3

3.3 线的测量 3

3.4 面的测量 4

3.5 对称部分的测量 5

3.6 测量密度 5

3.7 测量可靠性 5

4 测量数据管理 5

4.1 数据分类与分割 6

4.2 数据文件命名 6

4.3 填写测量报告 6

4.4 数据保存 7

2 数据处理 7

2.1 数据转换 7

2.2 重定位整合 7

2.2.1 应用背景 7

2.2.2 重定位整合原理 7

2.2.3 重定位整合操作 9

2.3 对称基准重建 10

2.4 变形处理 10

3 设备维护 10

附1 ：三坐标测量报表 11

1 测量准备

1.1 基本原则

产品测量遵循以下基本原则：

所有零部件应尽可能在装配状态下测量，在装配状态下无法测量的部分可分两种情况处理：一是零件之间互相遮挡的部分，可采取逐层拆卸逐层测量的方法进行。二是零件的反面，应采用重定位的方法进行。

在拆卸任何零件之前均应测量其重定位基准（重定位基准点或边界线），并注意在拆卸过程中保证产品上的所有零件不发生变形。

1.2 测量准备

为了方便测量，提高测量速度，在测量前应对零件上不明显的轮廓（倒圆）进行描点。点应描在轮廓的中心线上，并尽可能光顺。可通过观察平行光（日光或日光灯）在轮廓上反射光线形成的

条纹来辅助描点。

2 工件装夹

2.1 产品形状的保持

确保装配体及其每个零件在测量状态下的形状与使用状态下一致，不得使产品在装夹时发生变形。

对于刚性较好的装配体，应在装夹时自然放置在支架上，然后进行加固。而对于柔性或已经产生变形的工件，则应用强行约束使其形状恢复至使用状态，然后再安装到支架上固定。

应利用支架、垫块等辅助工具保证每一个零件的各部分以及整个装配体的刚性。特别注意在对装配体逐层拆卸、逐层测量时，应确保每一零件不发生变形。

2.2 装夹方位

将工件放置在三坐标测量机的测量范围内，如不能在一次装夹位置下完成测量，则可进行多次定位，称为重定位。重定位应注意以下原则：

（1）使每次定位所能达到的测量范围最大化，以减少重定位次数。

（2）每次定位应与之前的某次定位有尽可能大的重合测量区域，以保证定位基准的设置和重定位变换的精度。

（3）应尽可能减少重定位变换（即每次定位向第一次定位进行坐标位变换）的中间环节尽可能少（详见数据处理部分有关“重定位”的叙述），以减少累积误差。

工件的放置应便于测量人员的操作，将复杂部位放置在易于测量的位置。

重要的测量面应尽可能放置成水平或垂直状态，工件的对称面应尽可能平行于测量机的坐标平面。

2.3 装夹技巧

（1）采用棉花堆积并浇502的方法可完成点接触的加固。

（2）大变形产品在拆卸前可用麻线绷紧并固定在易于变形的位置，产品拆下后将其恢复至麻线绷紧的状态即可作为对装配状态的近似模拟。

3 测量

3.1 测量的内容和次序

测量的内容包括基准点、分型（边界）线、轮廓线、面、结构等。测量的次序按如下原则制订：（1）先难后易：即先测量难度较大的部分。

（2）先重后轻：即先测量重要的部分。如基准点、分型线等。

（3）先配合后个体：即先测量装配结合部分。

（4）先整体后细节：即先完成主体的形位测量，再补充细节。

当然，在安排次序时，还要结合下面的具体情况灵活处理：

（1）造型进度的需要。

（2）在同一次定位下完成尽可能多的数据测量。

（3）测量器具的局限。如探针在同一方位下可测量尽可能多的数据，以减少探针的换位次数。

3.2 基准点组的测量

基准点组由三个基准点组成，是进行重定位变换的依据。基准点的生成及测量要求如下：

（1）基准点必须设定在重复定位后可以测量到的范围内，最好能用于多次重复定位。用针尖在产品表面（可贴纸）点出，要求点径微小（直径0.2mm以内）并且醒目。

（2）重复测量可靠性和精度要求高，两次定位下的测量重复误差（指三点之间的间距测量重复误差）不超过0.2mm。为此可以采取多次测量取平均值的方法提高可靠性。

（3）基准点所形成的三角形面积要尽可能大，边长应有明显差异（大于5mm）。

3.3 线的测量

当测量人员直接对边界线进行测量时，由于难以将探针尖对准边界线，因此常常造成较大的测量

误差，效率也较低。为此，可采用如下方法改进：

在边界线某一侧的面（面1）上、并且在距边界线不远处（1mm以内）采点（称为边界附近测量点），然后测量边界线另一侧面（面2）的完整数据。在造型时，先完成面2的制作，然后直接将边界附近测量点投影在面2上即可作为边界线测量结果。图1中是两个典型情况的示意。采用这一方法时有两点需要特别注意：一是边界附近测量点一定要在离边界足够近，以保证投影的准确性；二是面2的测量数据一定要完整，否则一旦面2无法制作，则边界线无法求出。

本方法将边界线的测量转化为边界线附近的面内点的测量，避开了对边界线的直接测量，不仅保证的测量精度，还有效提高了测量效率。

(a)

(b)

图1

3.4 面的测量

平面的测量应使测量点形成的多边形面积尽可能大，以保证测量精度。

曲面的测量应注意使扫描方向与曲面的长度方向垂直如图2（a）。当曲面长度与宽度基本相同时，应考虑采用网格扫描，如图2（b）。

（a）

(b)

图2

当然，一些简单曲面如直纹面只需要测量上、下两条边界线即可。对于特殊曲面的测量需要与造型人员协商确定。

3.5 对称部分的测量

对称的曲面一般只需要测量一半。

轮廓线和结构除了完整测量其中一半之外，还需要对另外一半进行部分测量，以取得足以进行对称基准重建的数据。