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文檔簡介
2012 08 06 三坐標(biāo)基礎(chǔ)培訓(xùn) 報告評估標(biāo)準(zhǔn) 三坐標(biāo)測量原理 坐標(biāo)系介紹 2 3 4 三坐標(biāo)測量機(jī)的初步認(rèn)識 1 三坐標(biāo)測量機(jī)英文名稱為CoordinateMeasuringMachine 簡稱CMM 顧名思義 三坐標(biāo)測量機(jī)基于坐標(biāo)測量原理 三維測量的原理是 將被測物體置于三坐標(biāo)測量機(jī)的測量空間 可獲得被測物體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位置 根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值 經(jīng)過數(shù)學(xué)計算 求出被測物體的幾何尺寸 形狀和位置 從理論上講 三維測量可對空間任意出的點(diǎn) 線及相互位置進(jìn)行測量 三坐標(biāo)測量機(jī)的介紹 a b 懸臂式 c d 橋式 e f 龍門式 g 坐標(biāo)鏜床式 h 臥式鏜床式 三坐標(biāo)測量機(jī)的結(jié)構(gòu)形式分類 懸臂機(jī)介紹 水平臂式三坐標(biāo)測量機(jī)這種測量機(jī)結(jié)構(gòu)簡單 空間開闊 在汽車行業(yè)中有廣泛的應(yīng)用 為了較為方便的完成測量 在整車車身檢測中 可采用雙機(jī)檢測的方案 三坐標(biāo)測量機(jī)在汽車工業(yè)中的應(yīng)用 坐標(biāo)系介紹 2 什么是三坐標(biāo) 三坐標(biāo)參照系是由空間三維坐標(biāo)系標(biāo)準(zhǔn)正交而來 3個矢量XYZ兩兩垂直并等長 右手定則 角度的右手定則 在右手坐標(biāo)系中 我們規(guī)定 軸的旋轉(zhuǎn)方向 即角度方向也應(yīng)符合右手定則 要確定軸的正旋轉(zhuǎn)方向 如右圖所示 用右手的大拇指指向軸的正方向 彎曲手指 那么手指所指示的方向即是軸的正旋轉(zhuǎn)方向 直角坐標(biāo)系的x 軸 y 軸 與z 軸必須相互垂直 右手坐標(biāo)系又稱為標(biāo)準(zhǔn)坐標(biāo)系 或正值坐標(biāo)系 坐標(biāo)系類型 直角坐標(biāo)系 柱坐標(biāo)系 球坐標(biāo)系 笛卡爾坐標(biāo)系 Cartesian 在數(shù)學(xué)里 笛卡兒坐標(biāo)系 也稱直角坐標(biāo)系 是一種正交坐標(biāo)系 笛卡兒坐標(biāo)系是由法國數(shù)學(xué)家笛卡兒 Ren Descartes 創(chuàng)建的 1637年 笛卡兒發(fā)表了巨作 方法論 Discoursdelam thode 這本專門研究與討論西方治學(xué)方法的書 為了顯示新方法的優(yōu)點(diǎn)與果效 以及對他個人在科學(xué)研究方面的幫助 在 方法論 的附錄中 他增添了另外一本書 幾何 有關(guān)笛卡兒坐標(biāo)系的研究 就是出現(xiàn)于 幾何 這本書內(nèi) 有大梁的車 比如貨車 承載式越野車等 坐標(biāo)系原點(diǎn)在大梁上 非承載式車體坐標(biāo)系原點(diǎn)在主地板上1 Z軸坐標(biāo)系原點(diǎn)在主地板上有一段長而平直的地方 向上為Z 2 Y軸坐標(biāo)系原點(diǎn)在車身中線 副駕駛方向?yàn)閅 3 X軸坐標(biāo)系原點(diǎn)在前輪軸線上 車身后方為X 車身坐標(biāo)系 三坐標(biāo)測量原理 3 1 測量時把被測件置于測量機(jī)的測量空間中2 通過機(jī)器運(yùn)動系統(tǒng)帶動測頭對測量空間內(nèi)任意位置的被測點(diǎn)瞄準(zhǔn) 當(dāng)瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)時測頭即發(fā)出讀數(shù)信號3 通過測量系統(tǒng)獲得被測物體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位置4 根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值 通過專業(yè)測量軟件對被測物體的規(guī)格尺寸 形狀和相互位置關(guān)系進(jìn)行快速和精確 微米級 的計算與輸出 三坐標(biāo)測量機(jī)的工作原理 檢測元素所需要的測量點(diǎn)數(shù) 通用元素幾何定義 常見元素的測量 常見元素的測量 三坐標(biāo)測量機(jī)的測量流程 1 開機(jī) 機(jī)器歸零三坐標(biāo)測量機(jī)也擁有一個參考點(diǎn) 其歸零過程與數(shù)控機(jī)床回參考點(diǎn)相似注意 歸零時機(jī)器的起始點(diǎn)不能與零點(diǎn)過近2 探針校準(zhǔn)測量時系統(tǒng)記錄的是探針中心的坐標(biāo) 而不是接觸點(diǎn)的坐標(biāo) 因此必須對探針的半徑進(jìn)行補(bǔ)償校準(zhǔn)方法 使用校準(zhǔn)球 利用探針對校準(zhǔn)球測量至少5個點(diǎn) 獲取球的位置 直徑 形狀偏差 最終得到探針的半徑值3 零件的找正在測量前應(yīng)確定零件坐標(biāo)系在三坐標(biāo)測量機(jī)坐標(biāo)系中的位置找正方法 采用 3 2 1 方法 即測量3個點(diǎn)確定一個基準(zhǔn)面 然后測量2個點(diǎn)確定基準(zhǔn)軸 最后測量1個點(diǎn)確定原點(diǎn)位置4 數(shù)據(jù)的測量測量數(shù)據(jù)時應(yīng)保證數(shù)據(jù)能反映零件的特征 同時數(shù)據(jù)應(yīng)盡量少 三坐標(biāo)測量機(jī)的測量過程 三坐標(biāo)測量機(jī)探針校準(zhǔn) 使用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行測量之初 首先要進(jìn)行探針校準(zhǔn) 探針校準(zhǔn)的意義如下 1 正確確定探針的實(shí)際位置 2 補(bǔ)償探針球徑與探針撓曲變形誤差 關(guān)于RPS坐標(biāo)系 RPS系統(tǒng)的定義與作用3 2 1原則RPS系統(tǒng)的測量原理坐標(biāo)系迭代 RPS系統(tǒng)的定義與作用 RPS是ReferencePointSystem的縮寫 RPS系統(tǒng)就是規(guī)定一些從開發(fā)到制造 檢測直至批量裝車各環(huán)節(jié)所有涉及到的人員共同遵循的定位點(diǎn)及其公差要求 RPS基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)以汽車車身坐標(biāo)系為唯一坐標(biāo)系 所有零部件的理論坐標(biāo)數(shù)據(jù)都以汽車車身坐標(biāo)表達(dá) 采用RPS基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng) 可使零件設(shè)計基準(zhǔn)點(diǎn) 工藝夾緊點(diǎn) 工藝定位點(diǎn) 測量基準(zhǔn)點(diǎn)統(tǒng)一 實(shí)現(xiàn)精確的坐標(biāo)控制 提高了零部件的制造精度 減少了零部件因基準(zhǔn)不協(xié)調(diào)而產(chǎn)生的偏差 汽車的裝配精度也得以提高 汽車生產(chǎn)過程的質(zhì)量穩(wěn)定性有了可靠保證 3 2 1原則 因?yàn)槲矬w在三維空間中有六個自由度 所以定位物體需要限制這六個自由度 比如 3個定位點(diǎn)在Z方向 找正平面2個定位點(diǎn)在Y方向 確定軸線1個定位點(diǎn)在X方向 設(shè)置原點(diǎn)3 2 1原則由此而來 即我們的RPS點(diǎn)必須能夠限制所有六個方向 標(biāo)準(zhǔn)情況下 定位點(diǎn)的方向滿足3 2 1原則 RPS的測量原理 在RPS基準(zhǔn)點(diǎn)系統(tǒng)方法中 同一定位方向的三個RPS點(diǎn)并不是用于直接建立第一基準(zhǔn)軸 而是通過一種復(fù)雜的的數(shù)學(xué)方法 由軟件自動計算出一個特定的平面 再用該特定平面建立第一基準(zhǔn)軸 實(shí)際上該特定平面是汽車車身坐標(biāo)系XY XZ YZ中的一個 該特定平面到這三個RPS點(diǎn)有三個不同的偏置距離 如果這三個RPS點(diǎn)是確定Z軸的 則這三個偏置距離為三個RPS點(diǎn)的Z坐標(biāo)值 依次類推 如果這三個RPS點(diǎn)是確定X軸的 則這三個偏置距離為三個點(diǎn)的X坐標(biāo)值 坐標(biāo)系迭代 當(dāng)我們使用RPS建立坐標(biāo)系時 如果RPS點(diǎn)不是定位孔時 由于工件尺寸偏差 或者工件變形 或者打點(diǎn)不準(zhǔn)確等原因使得實(shí)測點(diǎn)與理論點(diǎn)不重合或偏差較大 此時得到的RPS坐標(biāo)系并不準(zhǔn)確 需要迭代循環(huán)運(yùn)行 逐次逼近理論坐標(biāo)系 直到精度滿足要求為止 使用最佳擬合方法建立坐標(biāo)系時同樣存在此問題 需要循環(huán)運(yùn)行 三坐標(biāo)評估標(biāo)準(zhǔn) 4 V212 Z2 3 individual valuesSerie單量車的分值報告 車輛信息測量日期 車型 頂蓋類型 生產(chǎn)車號 功能區(qū)域前懸掛后懸掛傳動軸左側(cè)圍右側(cè)圍后備箱框駕駛員艙前端后減震定位機(jī)蓋 翼子板左尾燈右尾燈天窗開口頂蓋橫梁前圍板前風(fēng)擋后風(fēng)擋其他油箱口制動管固定乘客艙座椅固定分值 權(quán)重 分值越大說明越重要計算時占得比重也越大 參與計算的點(diǎn)數(shù) 實(shí)際測量的點(diǎn)數(shù) 超差的點(diǎn)數(shù) 嚴(yán)重超差的點(diǎn)數(shù) A區(qū) 前三項不允許超差到紅色 如果出現(xiàn)紅色超差 應(yīng)及時向車間協(xié)商加測 由超差點(diǎn)數(shù)計算得出 根據(jù)權(quán)重計算得出 功能區(qū)域前懸掛后懸掛傳動軸左側(cè)圍右側(cè)圍后備箱框駕駛員艙前端后減震定位機(jī)蓋 翼子板左尾燈右尾燈天窗開口頂蓋橫梁前圍板前風(fēng)擋后風(fēng)擋其他油箱口制動管固定乘客艙座椅固定分值 權(quán)重 分值越大說明越重要計算時占得比重也越大 車輛信息測量日期車型車號 2 V212 Z2 3 FlickenteppichSerie16量份的分值報告 根據(jù)權(quán)重計算得出 3 V212 Z2 3連續(xù)7量車PDF詳細(xì)報告 說明 1 右邊框車輛信息 右邊框信息包括 車輛型號 類型 天窗類型 制表人 打印日期 頁碼 車輛號 訂貨單號 測量日期2 XYZ表示測量方向 表示偏差方向 比如 X 代表X向偏后 X 代表X向偏前 Y 代表Y向偏右 Y 代表Y向偏左 Z 代表Z向偏上 Z 代表Z向偏下3 坐標(biāo)系測量點(diǎn) 這些點(diǎn)很重要 不允許出現(xiàn)任何偏差 比如第2頁是整車坐標(biāo)系 第40頁是側(cè)圍坐標(biāo)系 第60頁是油箱坐標(biāo)系 第66頁是前風(fēng)擋坐標(biāo)系 第73頁天窗坐標(biāo)系 第94頁后風(fēng)擋坐標(biāo)系 第100頁后蓋開口坐標(biāo)系 第109頁后尾燈坐標(biāo)系 4 關(guān)于功能尺寸說明 功能尺寸是通過2點(diǎn)距離計算得出的 不是直接測量點(diǎn)的信息 需要測量點(diǎn)數(shù)值可查看相關(guān)頁數(shù)報告5 矢量方向測量點(diǎn)信息 探針直接垂直測量表面測量的結(jié)果 測量方向與矢量方向相反 3 V212 Z2 3連續(xù)7量車PDF詳細(xì)報告 定位點(diǎn)測量信息 XYZ 測量方向 表示偏差方向 公差帶 超差測量點(diǎn) 3 V212 Z2 3連續(xù)7量車PDF詳細(xì)報告 3 V212 Z2 3連續(xù)7量車PDF詳細(xì)報告 P7 第7頁 功能尺寸信息 都是計算的距離 不是直接的測量信息 需要測量信息可從前面的報告中找到對應(yīng)的測量點(diǎn)信息如 跟這頁距離有關(guān)的測量點(diǎn)在報告第3頁
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