2 精密仪器总体设计解析

2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
3.根据测量（加工）精度确定主要参数和技术指标
2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
3.根据测量（加工）精度确定主要参数和技术指标
2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
4.根据设备或仪器中的薄弱环节确定主要参数和技 术指标。 5.根据系列化要求确定主要参数和技术指标。
2.2 设计任务分析 8*.国际国内市场
了解国内外同类产品的类型、原理、技术水平、 特点、价格、市场占有率、市场反应。 通过查找资料、收集产品样本、现场调查等途 径对国外同类产品进行深入了解和分析。
2.2 设计任务分析
9*.仪器制造厂家的有关情况
设计能力和加工水平完全不是一回事，不能光
埋头设计，忽略了企业的加工能力，在设计时，不
2.2 设计任务分析 2.仪器精度（不确定度） ① 仪器精度是一项重要的技术指标。 ② 精度要求不同，导致实现的原理不同，价格差别 很大。
2.2 设计任务分析 3.生产批量 生产批量由市场决定，应该根据生产批量大小设 计相应的产品结构。 大批量：尽量采用专用机床和专用工夹具，零件 结构尽量简单，采用系列化、通用化、标准化的 零件。 小批量：采用通用机床加工，毛坯尽量少采用铸 压件。
2.2 设计任务分析 4.生产效率
自动化程度越高生产效率越高，但是有可能
提高生产成本。
2.2 设计任务分析 5.工作环境 仪器在什么条件下使用？ 在室外、室内、计 量环境；在线测量、离线测量；间断工作、连续 工作；仪器的工作环境（工作温度的变动范围、 湿度、振动情况、灰尘和污垢情况、外界干扰等 等）。 • 防尘、防油、防腐； • 隔振、恒温、恒湿。
如：工业机器人根据作业任务的需求，形成系列 化产品。
2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
6.根据产品可靠性与成本的要求确定主要参数和技 术指标
2.4 总体方案的制定 ——基本设计原则
1.阿贝原则
1890年，阿贝对量仪设计提出了一个指 导性原则：
为使量仪能给出正确的测量结果， 必须Baidu Nhomakorabea仪器的读数刻线尺安装在被测尺 寸的延长线上，即被测零件的尺寸线和 量仪中作为读数用的基准线应顺序排成 一条直线。
软件
控制系统 驱动系统 使用环境 保修期
3D-DMIS
双计算机式集成控制系统 DC直流伺服电机，齿形带传 动 电源供给：110V～ 220V±10% 50/60HZ 1年
2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
1.根据设备的用途确定主要参数和技术指标
设计者常常需要将使用者的使用要求转换
成设计工作所需要的技术指标。
2.1 设计方法概述 ——新产品设计试制过程 3.设计类型——变型设计
只改动尺寸大小或结构布局，形成系列产品。
2.1 设计方法概述 ——新产品设计试制过程 4.技术文件 • 设计任务书； • 光学、电器、气动、液压等原理图，机械运动简 图；
• 总装配图、部件装配图、明细表；
• 总体设计报告（包括方案分析比较、设计原理、 总体布局、精度分析等）；
第2章 精密仪器总体设计
1
设计方法概述
2
设计任务分析
3
主要参数与技术指标
4
总体方案的制定
2.1 设计方法概述 ——新产品设计试制过程 1.设计类型——创新设计
采用新的方案原理。
2.1 设计方法概述 ——新产品设计试制过程 2.设计类型——适应性设计
iphone1
iphone5
对系统、部件进行重新的设计。
• 计算机辅助设计
2.2 设计任务分析
设计任务分析，即详细了解设计任务的各 种要求，弄清楚设计任务对仪器设计提出的各
项指标，并且根据总体设计的基本原则，逐一 地进行分析研究。
2.2 设计任务分析 1.使用要求 要求精密仪器在一定的工作范围内能有效的 实现预期的功能，并在一定的使用期内不丧失原 有功能。
2.3 主要参数与技术指标 ——内容
例如：三坐标测量机的参数与性能指标
主要型号 测量行程（mm) 全机尺寸（mm) 机台厚度（mm) 机台承重（kg) 机台重量（kg) 测量精度（μm) CMF594 500×900×400 1670×1050×2240 230 600 1200 3+L/300
在精密仪器设计的长期实践中，形成了一些带
有普遍性的或者在一定场合下带有普遍性的设计原 则和设计原理。在进行仪器设计过程中遵循和适当 运用这些原则和原理会使得设计的仪器更可靠，风 险更低。
2.3 主要参数与技术指标 ——内容
参数：精度参数、尺寸参数、运动参数、动力参 数 指标：是用来说明一台精密仪器性能和功用的具 体数据，它既是设计的基本依据、又是检验成品 质量的基本依据。
2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
2.根据测量（加工）对象的主要尺寸确定主要参 数和技术指标
2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
3.根据测量（加工）精度确定主要参数和技术指标 例：光学灵敏杠杆
瞄准误差：
2.3 主要参数与技术指标 ——确定方法
3.根据测量（加工）精度确定主要参数和技术指标 例：三坐标测量机
2.2 设计任务分析 6.安全保护
特殊环境：高压、放射性物质、有毒气体；
功能要求：过载装置、互锁保险装置、行程限位。
2.2 设计任务分析
7*.被测参数的特点
被测参数的定义，被测参数的精度要求，被测 参数的数字范围，被测参数的性质（单值参数、复 合参数），被测参数的状态（瞬态量、稳态量、动 态量、静态量）等等。
合时宜的加入一些厂家达不到的加工要求。
2.2 设计任务分析 10*.信号转换原理选择 这是进行仪器设计总体考虑时，首先遇到的问 题，即进行信息的获取方式及传输方式的选择。
比如同类传感器：电感型的线性好、抗干扰能
力强；电容型的灵敏度高、动态性能好但是抗干扰 能力差等等。
2.2 设计任务分析 11*.提高仪器精度的技术措施，即仪器的若干设计原 则和设计原理
• 经济成本评价。
2.1 设计方法概述 ——新产品设计试制过程 5.新产品设计试制过程
• 计划阶段；
• 总体设计阶段； • 零部件设计阶段； • 技术文件编制阶段； • 样机试制及实验阶段；
• 投产阶段。
2.1 设计方法概述 ——新产品设计试制过程 6.设计方法理论 • 系统工程理论 • 优化设计理论 • 可靠性设计理论