三坐标测量机演示实验

实验一三坐标测量机演示实验

一、实验目的和要求

1、了解和掌握三坐标测量机基本常识，主要功能和使用方法,

加深对测量基础与实际应用的结合。

2、了解和掌握winmeil测量软件的操作模式，特殊功能和基本

用法；了解零件程序控制过程和方法，能够识别简单的零件

控制程序。

二、实验设备

ARES 10-7-5型三坐标测量机一台

蜗旋式空气压缩机一台

冷冻式压缩空气干燥机一台

三、相关知识

1、ARES 10-7-５型三坐标测量机，产自意大利

COORD3公司，铝合金桥式结构，具有十分出色

的热传导性能，刚度高和动态性能好。备有手

动和CNC两种功能。

有效行程：X：1000mm Y：650 mm Z：500 mm

精度：3.0 + 3.5L/1000 µm

最大速度：0.52 米/秒

应用领域

·机械零件检测；

·扫描和检测复杂机械零件，如齿轮，凸轮，叶片等；

·自由曲面的检测，如模具，模型，钣金件，塑料件等；

·点到点扫描；

·采用非接触式或接触式测头的自动连续扫描；

·采用硬测头的接触式手动扫描。

操作及补偿原理：

三坐标测量机实际工作时，通过刚性测头对工件进行测量，其操作原理如下：测头接近工件，在被测点测头上的测尖与工件表面接触，通过传感器将测头的中心坐标从测量及传送到测量软件，经过测头半径自动补偿后，将实际值储存进行运算或输出。

工业用红宝石球测尖具备很好的球度。红宝石是高硬性的陶瓷材料，故对球头的磨损可忽略不计。当测尖接触到工件时，三坐标测量机接收的的坐标值应是红宝石球头中心点坐标。测量软件将自动沿着测尖从接触点回退的方向加上一个测头半径值。但是实际上，测量作为一个动态过程，应该考虑到从测头采点到实际向系统传送该点坐标值时发生的机器空间移动距离(极小)。这一距离对系统计算动态直径有一定影响。

每次探测元素时，系统都要自动沿测头半径计算正确补偿方向。对一个元素采点时，测量软件在沿着测尖接触工件的方向上对测头进行半径补偿。实际上系统是在坐标轴接近于接触工件的方向上进行半径补偿的，但被补偿的点，并非真正的接触点，而是处于测尖接触方

向的延长线上，这样就会在补偿中产生误差。产生误差的大小与测尖的直径及该工件与笛卡尔坐标轴的夹角有关。为尽量避免误差，运用参考系统找正工件或用CNC 模式和DIR 命令来测量工件，可以使机器沿着垂直与被测点的方向运动，以得到正确的半径补偿。只有在测量点元素时才会出现这种误差，对其它元素测量中则不会产生。

2、WinMeil测量软件:

（1）W inMeil 软件的操作方法：

WinMeil 能够以如下三种方法操作：机器自学习；自动方式；调试诊断方式。三种操作方法有着不同的用途和特点，应按需要来区别使用。机器自学习

这是一种测量机通常使用的方法。它包括：手动操作---使用机器的控制器或操纵手柄(按照不同的型号)获取机器的运动轨迹；产生正确的命令；设置输出格式以获得令人满意的报告；等等。换句话说，机器自学习就意味着教会机器自己工作。使用该种操作方式生成信息和命令时应考虑到，生成的程序在以后将由机器自动执行。

自动方式

该方式使得机器能够执行自学习所生成的程序。此种方式下，机器能够自动(限于自动式机器)，软件也可自动运算，直至程序终结。这是对大批工件进行重复性检测的最佳方式。机器以此种方式运行时，务必给予足够关注。因为，只有这样，才能及时发现程序错误(任何时候会立即显示出错信号)，以避免可能出现的测头碰撞。

调试诊断方式

此种方式使预设程序能够单步运行。每一条指令都展现在命令线上(即程序运行界面中的绿线或黄线 )，同时，指令会通过一个窗口确认。在这种方式下，一次可以仅执行一个指令或一步程序。采用此种运行方式可以分步执行指令，测试程序，从而避免因程序出错而导致的碰撞。

（2）程序的创建

零件程序是一个使WINMEIL 可以完成检测的命令集。换句话说，零件程序就是操作者可以用不同方法创建，用于在特定的时间测量特定的零件的程序。

一个零件程序可以用两种方式创建：

1、利用自学习功能，在手动方式下操作，WINMEIL 软件可以提供

一系列的命令自动来完成零件程序的结构。

2、利用文本编辑器，例如WINDOWS 记事本或其它编辑器来编写。下面的图形窗口是一个零件的程序示例：

四、实验内容和步骤

1、开关机步骤：打开总电源；→开启稳压电源开关；

→开启空压机启动按钮；→开启空气干燥机启动开

关；→接通三坐标测量机主机电源；→开启电脑。

2、几何元素测量：分别测量点、线、面和内圆等几何

元素，以内圆操作为例，点击“measure”菜单，然

后进入hole,对话窗如下：

选择输出方式和投影平面，然后通过操纵杆在所测内孔表

面尽量均匀接触四点，点击OK。

3、元素计算：通过所测量的几何元素进行距离和投影

等计算。以距离计算为例：点击“Measure”菜单，

进入“Creat elements”，然后进入“Distance”。选

择用于创建新元素的元素，如果需要坐标距离，在

选择投影平面。对话窗如下：

4、建立参考坐标系：通过已经测得的几何元素，建立

共建参考坐标系。

5、创建程序：通过机器自学习的方法，创建一个简单

的程序。

五、实验报告

1、简要说明三坐标测量机工作原理和应用领域。

2、WinMeil软件主要操作方法有哪些？分别加以简单说明。

3、通过所学的测量知识，说明在程序运行前建立工件参考坐标

系的主要作用。