三坐标测量基础知识[优质PPT]
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d
M1
o
Y1
X1
Y
Y2
X2
X
• d= (x2 - x1)2 + (y2 -y1)2 + (z2 - z1)2
2.1 测量报告的类型
• Process工序尺寸 • Produit产品尺寸 • Mixtes混合尺寸
2.2 检具的检定报告
检具的测量和夹具的测量原理相同，先测 量检具或夹具的基准，根据图纸提供的条 件建立检具或夹具的坐标系，然后对检具 或夹具的定位销和定位面进行测量。
• 基准系（参照系）是数个处于精确理论位置上的 几何组件的集合，被测要素与它相关。
1.4一维坐标轴（基础 ）
• 简称数轴
-2 -1 0 1 2
y
y=-y 2=-1 y=y 0=+y1 =+2
坐标值为根据坐标轴上某一点对应该轴的位置测得的代数值，数值可以为 正值，也可以为负值 。
物理意义：用来描述物体在某一方向上的长度值。
求，对于每一个质量分析人员是十分有必要的。
学习要点
• 1.明确三坐标测量的基础理论 • 2.三坐标测量报告的解读和应用 • 3.坐标系的建立方法初步的认识
1.0 坐标测量技术的原理
任何形状都是由空间点组成，所有的 几何测量都可以归结为空间点的测量，因 此精确进行点坐标的采集，是评定任何几 何形状的基础。
悬臂测量不确定度 ：MPEE ≤ 18+20L/1000 μm测量行程
龙门测量不确定度 ： MPEE ≤ 8+9L/1000 μm测量行程 • 测量环境 • 测量速度和效率
1.3.测量机适用范围
1、大型悬臂式的手动3D测量机
整车及其他大型零件总成的非重复批量性测量、检具的标定
2、大型悬臂式的自动3D测量机
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
2 什么是三坐标?
物体的长度测量是以点的坐标为基础 的，它分为空间一维、二维、三维测量， 三坐标就在X、Y、Z轴三个坐标位置的具 体数值，根据这些点的数值经过计算机数 据处理，从而得到被测零件的几何尺寸、 形状偏差、位置偏差。
3.3.1 3-2-1建立参考系
• 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。
• 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：
Z
Y X
间距 VG = +1
测量点
Zwk.baidu.com
材料
理论点
材料 理论点
测量点
X
间距 VG = -1
Y
• 该矢量差依据协定，在从公差表面指向材料外表面时为正值，从公差表
面指向材料内表面时为负值。
1.9 距离 :
• 连接两个点间
Z
的线段的长度。
Z2
它总是正值.
例如 : 点M1和点M2之间 的距离d等于 :
M2
Z1
根据图纸或验收要求对比测量结果判断是 否满足使用要求。
3.1 为什么创建参考系?
• 果不查参考系，那么只有机器的坐标系。 例如，测量一个下面的零件：
在机器坐标系中圆的坐标是Xc, Yc, Zc；这些点与图纸中的定义尺寸A和B 完 全无关。
• Metrolog II 可以让你用这些点创建一个新的三维系统，并使其对 应于图纸的标称值。
同样的，二维坐标轴由同一平面两条垂直相交而来， 是解析几何的基础，描述几何点在某一平面上的位置。
• 三坐标参照系是由空间三维坐标系标准正交而来（ 3 个矢量 XYZ两 两垂直）是一个计算坐标的数学系统。（是一个计算坐标的数学系统 。它的所有三条轴的单位完全相同且每条轴之间的两两夹角皆为90° ）
Z
三坐标测量基础知识
前言
•
三座标测量是焊装白车身几何尺寸监控的重要手段
，随着公司发展，3D测量也纳入了冲压零件的质量监控范
围。可以说伴随着每个工厂的开工建设， 3D测量间是同
步开工的。也就是说，所有的焊装车身和冲压零件几何尺
寸分析都离不开3D测量数据。因此，掌握一些三座标测量
原理，了解如何分析阅读3D的测量报告，如何提出测量需
• 在这个例子中，按零件建立的坐标系用坐标直接给出了A和B的尺 寸。
3.2 夹具和检具基准
3.2.1 通过垫块
3.2.2 通过参考垫块
凸台或加工 基准缩进> 5mm，以避免基 准损坏
3.2.3 通过小球:
作基准用的小球通过使用钻套放置在检 验平台上
3.3 建立参考系几种方法
• 3-2-1建立参考系 • 几何法建立参考系 • 三个中心点建立参考系 • 六个曲面点建立参考系 • 基准元素建立参考系 • 最佳拟合建立参考系
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）
悬臂式测量机
龙门式测量机
1.2 测量工具的选择
选用测量工具注意事项： • 精度（三座标机因为机械加工的客观因素和用
途不一样，精度当然也是不一样的。）
1.2 汽车车身坐标系的原点和 方向
• 原点在车身 前桥轴线的中 点上，向后为 X+，向右为 Y+，向上为Z+
标准 PSA B180050 标准 ISO 4130
1.4 基准和基准系的定义
• 标准：ISO 5459 + A32 2125 + 出自“车身零件几何鉴定”文件的E299
• 基准是一个使被测要素与之相关的几何组件。
o
Y
X
三坐标系用（O，X，Y，Z）表示。
1.7 点 :
• 用一个示标准正交三维坐标系(O, X, Y, Z) 中的三轴坐标值（x,y,z）表示： 例如 :
Z
点M1的坐标为 X1, Y1, Z1
Z1
X1
M
1
Y Z
1 1
o
Y1
Y
X
X1
1.8 "矢量"差 (VG)
• 实际表面与相应的理论表面之差，表示为理论表面的一个法向矢量，该矢量的方 向从理论表面指向实际表面。
整车及其他大型零件总成的重复批量性测量
3、中型龙门式自动3D测量机
中、小零件重复批量性测量
4、便携式激光测量仪
现场大型夹具、成型机的测量
5、便携式手动测量仪
现场中小型夹具、检具的测量
1.4测量软件介绍--目前武汉工厂全部使用Metrolog软件，整体界面如下。
定义
测量
构造
定 义 、 测 量 、 构 造 三 大 功 能
M1
o
Y1
X1
Y
Y2
X2
X
• d= (x2 - x1)2 + (y2 -y1)2 + (z2 - z1)2
2.1 测量报告的类型
• Process工序尺寸 • Produit产品尺寸 • Mixtes混合尺寸
2.2 检具的检定报告
检具的测量和夹具的测量原理相同，先测 量检具或夹具的基准，根据图纸提供的条 件建立检具或夹具的坐标系，然后对检具 或夹具的定位销和定位面进行测量。
• 基准系（参照系）是数个处于精确理论位置上的 几何组件的集合，被测要素与它相关。
1.4一维坐标轴（基础 ）
• 简称数轴
-2 -1 0 1 2
y
y=-y 2=-1 y=y 0=+y1 =+2
坐标值为根据坐标轴上某一点对应该轴的位置测得的代数值，数值可以为 正值，也可以为负值 。
物理意义：用来描述物体在某一方向上的长度值。
求，对于每一个质量分析人员是十分有必要的。
学习要点
• 1.明确三坐标测量的基础理论 • 2.三坐标测量报告的解读和应用 • 3.坐标系的建立方法初步的认识
1.0 坐标测量技术的原理
任何形状都是由空间点组成，所有的 几何测量都可以归结为空间点的测量，因 此精确进行点坐标的采集，是评定任何几 何形状的基础。
悬臂测量不确定度 ：MPEE ≤ 18+20L/1000 μm测量行程
龙门测量不确定度 ： MPEE ≤ 8+9L/1000 μm测量行程 • 测量环境 • 测量速度和效率
1.3.测量机适用范围
1、大型悬臂式的手动3D测量机
整车及其他大型零件总成的非重复批量性测量、检具的标定
2、大型悬臂式的自动3D测量机
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
2 什么是三坐标?
物体的长度测量是以点的坐标为基础 的，它分为空间一维、二维、三维测量， 三坐标就在X、Y、Z轴三个坐标位置的具 体数值，根据这些点的数值经过计算机数 据处理，从而得到被测零件的几何尺寸、 形状偏差、位置偏差。
3.3.1 3-2-1建立参考系
• 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。
• 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：
Z
Y X
间距 VG = +1
测量点
Zwk.baidu.com
材料
理论点
材料 理论点
测量点
X
间距 VG = -1
Y
• 该矢量差依据协定，在从公差表面指向材料外表面时为正值，从公差表
面指向材料内表面时为负值。
1.9 距离 :
• 连接两个点间
Z
的线段的长度。
Z2
它总是正值.
例如 : 点M1和点M2之间 的距离d等于 :
M2
Z1
根据图纸或验收要求对比测量结果判断是 否满足使用要求。
3.1 为什么创建参考系?
• 果不查参考系，那么只有机器的坐标系。 例如，测量一个下面的零件：
在机器坐标系中圆的坐标是Xc, Yc, Zc；这些点与图纸中的定义尺寸A和B 完 全无关。
• Metrolog II 可以让你用这些点创建一个新的三维系统，并使其对 应于图纸的标称值。
同样的，二维坐标轴由同一平面两条垂直相交而来， 是解析几何的基础，描述几何点在某一平面上的位置。
• 三坐标参照系是由空间三维坐标系标准正交而来（ 3 个矢量 XYZ两 两垂直）是一个计算坐标的数学系统。（是一个计算坐标的数学系统 。它的所有三条轴的单位完全相同且每条轴之间的两两夹角皆为90° ）
Z
三坐标测量基础知识
前言
•
三座标测量是焊装白车身几何尺寸监控的重要手段
，随着公司发展，3D测量也纳入了冲压零件的质量监控范
围。可以说伴随着每个工厂的开工建设， 3D测量间是同
步开工的。也就是说，所有的焊装车身和冲压零件几何尺
寸分析都离不开3D测量数据。因此，掌握一些三座标测量
原理，了解如何分析阅读3D的测量报告，如何提出测量需
• 在这个例子中，按零件建立的坐标系用坐标直接给出了A和B的尺 寸。
3.2 夹具和检具基准
3.2.1 通过垫块
3.2.2 通过参考垫块
凸台或加工 基准缩进> 5mm，以避免基 准损坏
3.2.3 通过小球:
作基准用的小球通过使用钻套放置在检 验平台上
3.3 建立参考系几种方法
• 3-2-1建立参考系 • 几何法建立参考系 • 三个中心点建立参考系 • 六个曲面点建立参考系 • 基准元素建立参考系 • 最佳拟合建立参考系
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）
悬臂式测量机
龙门式测量机
1.2 测量工具的选择
选用测量工具注意事项： • 精度（三座标机因为机械加工的客观因素和用
途不一样，精度当然也是不一样的。）
1.2 汽车车身坐标系的原点和 方向
• 原点在车身 前桥轴线的中 点上，向后为 X+，向右为 Y+，向上为Z+
标准 PSA B180050 标准 ISO 4130
1.4 基准和基准系的定义
• 标准：ISO 5459 + A32 2125 + 出自“车身零件几何鉴定”文件的E299
• 基准是一个使被测要素与之相关的几何组件。
o
Y
X
三坐标系用（O，X，Y，Z）表示。
1.7 点 :
• 用一个示标准正交三维坐标系(O, X, Y, Z) 中的三轴坐标值（x,y,z）表示： 例如 :
Z
点M1的坐标为 X1, Y1, Z1
Z1
X1
M
1
Y Z
1 1
o
Y1
Y
X
X1
1.8 "矢量"差 (VG)
• 实际表面与相应的理论表面之差，表示为理论表面的一个法向矢量，该矢量的方 向从理论表面指向实际表面。
整车及其他大型零件总成的重复批量性测量
3、中型龙门式自动3D测量机
中、小零件重复批量性测量
4、便携式激光测量仪
现场大型夹具、成型机的测量
5、便携式手动测量仪
现场中小型夹具、检具的测量
1.4测量软件介绍--目前武汉工厂全部使用Metrolog软件，整体界面如下。
定义
测量
构造
定 义 、 测 量 、 构 造 三 大 功 能