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功能原理
简单地说,三坐标测量机就是在三个相互垂直的方向上有导向机构、测长元件、数显装置,有一个能够放置工件的工作台(大型和巨型不一定有),测头可以以手动或机动方式轻快地移动到被测点上,由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。显然这是简单、原始的测量机。有了这种测量机后,在测量容积里任意一点的坐标值都可通过读数装置和数显装置显示出来。测量机的采点发讯装置是测头,在沿X,Y,Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头。其测量过程就是当测头接触工件并发出采点信号时,由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值,再由计算机系统对数据进行处理。
闭线扫描(Closed Linear Scan)
闭线扫描方式允许扫描内表面或外表面,它只需“起点”和“方向点”两个值(PC DMIS程序将起点也作为终点)。
(1)数据输入操作
双击边界点“1”,在编辑对话框中输入位置;双击方向点“D”,输入坐标值;选择扫描类型(“线性”或“变量”),输入步长,定义触测类型(“矢量”、“表面”或“边缘”);双击“初始矢量”,输入第“1”点的矢量,检查截面矢量;键入其它选项后,点击“创建”。
也可使用坐标测量机操作盘触测被测工件表面的测点,然后触测方向点,PC DMIS程序将把测量值自动放入对话框,并自动计算初始矢量。选择扫描控制方式、测点类型及其它选项后,点击“创建”。
(2)有CAD模型的闭线扫描
如被测工件有CAD模型,测量前确认“闭线扫描”;先点击表面起始点,在CAD模型上生成符号“1”(点击时表面和边界点被加亮,以便选择正确的表面);然后点击扫描方向点;PC DMIS将在对话框中给出所选位置点相应的坐标及矢量;选择扫描控制方式、步长及其它选项后,点击“创建”。
截面扫描(Section Scan)
截面扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件,它允许对工件的某一截面进行扫描,扫描截面既可沿X、Y、Z轴方向,也可与坐标轴成一定角度。通过定义步长可进行多个截面扫描。可在对话框中设置截面扫描的边界点。按“剖切CAD”转换按钮,可在CAD曲面模型内寻找任何孔,并可采用与开线扫描类似方式定义其边界线,PCDMIS程序将使扫描路径自动避开CAD曲面模型中的孔。按用户定义表面剖切CAD的方法为:进入“边界点”选项;进入“CAD元素选择”框;选择表面;在不清除“CAD元素选择”框的情况下,选择“剖切CAD”选项。此时PC DMIS程序将切割所选表面寻找孔。若CAD曲面模型中无定义孔,就没有必要选“剖切CAD”选项,此时PC DMIS将按定义的起始、终止边界点进行扫描。对于有多个曲面的复杂CAD图形,可对不同曲面分组剖切,*#将剖切限制在局部CAD曲面模型上。
边界扫描(Perimeter Scan)
边界扫描方式仅适用于有CAD曲面模型的工件。该扫描方式采用CAD数学模型计算扫描路径,该路径与边界或外轮廓偏置一定距离(由用户选定)。创建边界扫描时,先选定“边界扫描”选项;若为内边界扫描,则在对话框中选择“内边界扫描”;选择工作曲面时,启动“选择”复选框,每选一个曲面则加亮一个,选定所有期望曲面后,退出复选框;点击表面确定扫描起始点;在同一表面上点击确定扫描方向点;点击表面确定扫描终止点,若不给出终止点,则起始点即为终止点;在“扫描构造”编辑框内输入相应值(包括“增值”、“CAD公差”等);选择“计算边界”选项,计算扫描边界;确认偏差值正确后,按“产生测点”按钮,PC DMIS程序将自动计算执行扫描的理论值;点击“创建”。
应用要点
(1)应根据被测工件的具体特点及建模要求合理选用适当的扫描测量方式,以达到提高数据采集精度和测量效率的目的。
(2)为便于测量草作和测头移动,应合理规划被测工件装夹位置;为保证造型精度,装夹工件时应尽量使测头能一次完成全部被测对象的扫描测量。
(3)扫描测量点的选取应包括工件轮廓几何信息的关键点,在曲率变化较明显的部位应适当增加测量点 [3] 。
数据管理
数据转换
数据转换的任务和要求:
(1)将测量数据格式转化为CAD软件可识别的IGES格式,合并后以产品名称或用户的名称分类保存。
(2)不同产品、不同属性、不同定位、易于混淆的数据应存放在不同的文件中,并在IGES文件中分层分色。
数据转换使用《三坐标测量数据处理系统》完成,操作方法见软件用户手册。
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