PC-DMIS技能提升測量手冊

1、PC-DMIS 技能提升培訓手冊技能提升培訓手冊1?？怂箍禍y量技術（青島）有限公司介紹?？怂箍禍y量技術（青島）有限公司介紹 總部位于瑞典斯德哥爾摩的HEXAGON集團是一家上市公司，其核心業(yè)務主要包括了計量、工業(yè)自動化、工程技術和化工四大產(chǎn)業(yè)。HEXAGON集團計量產(chǎn)業(yè)由于將著名的測量機專業(yè)廠家Brown & Sharpe、Brown & Sharpe前哨、DEA、LEITZ、SHEFFIELD、CE JOHANSSAN以及著名的測量軟件QUINDOS專業(yè)開發(fā)商MTWZ和著名的精密計量工具制造商瑞士TESA納入麾下而成為世界計量領域的領先者。通過其遍及全球的8個專業(yè)制造廠和29

2、個精密計量中心，HEXAGON集團計量產(chǎn)業(yè)全球化的研發(fā)、制造、技術服務和應用支持網(wǎng)絡，通過其多品牌策略的運作，可為全球客戶提供世界一流的計量產(chǎn)品和售后增值服務。 ?？怂箍禍y量技術(青島)有限公司作為中國目前技術最先進、實力最強的三坐標測量機制造企業(yè)，是HEXAGON集團計量產(chǎn)業(yè)的核心成員和五大測量機制造基地之一。面向中國用戶，?？怂箍悼商峁┤盗袦y量產(chǎn)品，并配置國際最先進的數(shù)控系統(tǒng)和各種功能完善的測量軟件，以滿足廣大制造業(yè)客戶對質量保證和生產(chǎn)過程的要求。目前，?？怂箍档臏y量機產(chǎn)品年銷售數(shù)量已經(jīng)超過了1000臺，并且以30%的速度在不斷的增長，客戶廣泛分布在汽車、航空航天、模具、機床工具、國防軍

3、工和家電等重點行業(yè)。 ?？怂箍祿碛兄盗械臏y量產(chǎn)品以滿足各個行業(yè)對測量產(chǎn)品和技術的要求。從超過5000種的精密測量工具，到旨在替代車間工人手工量具的簡易型手動測量機Micro Hite 3D，可完成一般的測量需要。作為公司主打產(chǎn)品的GLOBAL系列測量機，自2001年4月開始推出以來，以其7個系列尺寸、三種技術等級獲得了廣大中國用戶的青睞，在短短的三年時間內，就售出400多臺，并以其高精度、高可靠性和高效率在業(yè)界享有廣泛的聲譽。 2目目 錄錄本教材編寫目的本教材編寫目的.5第一章第一章 特殊測頭校驗特殊測頭校驗.6 1.1 測頭校驗原理.6 1.2 測針選用原則.71.3 特殊測針校驗.8

4、1.3.1 柱型測針校驗 .8 1.3.2 盤型測針校驗 .10 1.3.3 星型測針校驗 .12 1.3.4 五方向測針校驗 .14 1.3.5 連續(xù)掃描測頭校驗 .16 1.3.6 多測針的使用 .18 1.3.7 關節(jié)的使用 .20 1.4 自動校驗測針命令.22 1.5 測針文件編輯器.25 1.6 環(huán)境對測量機的影響及其維護28 第二章第二章 測量綜述測量綜述 2.1手動特征測量.30 2.2自動特征測量332.2.1 曲面點.33 2.2.2 邊界點. 34 2.2.3 角點. 36 2.2.4 高點. 40 2.2.5 查找孔. 41 2.2.6 讀位置. 422.2.7 圓槽.

5、 43 2.2.8 方槽. 44 2.2.9 快速啟動欄的應用. 45 第三章第三章 坐標系建立坐標系建立.47 3.1 建立坐標系目的及選取特征的原則.47 3.2 3-2-1法建立坐標系.48 3.3 迭代法建立零件坐標系的原理和操作.50 3.4 最佳擬合法建立零件坐標系的原理和操作.55 33.4 坐標系的保存、回調和擬合.55 第四章尺寸評價第四章尺寸評價. 594.1 誤差源分析. 594.2 距離評價.59 4.3 位置度評價.61 4.4 同軸度評價.64 4.5 對稱度評價.65 4.6 輪廓度評價.66第五章構造的特殊應用第五章構造的特殊應用.69 5.1 構造典型特征.6

6、9 5.1.1 偏置.69 5.1.2 構造曲線曲面.71 5.1.3 掃描段構造. 735.2 構造特征集合.75 5.3 構造常規(guī)特征.76第六章第六章 掃描應用掃描應用77 6.1 Basic scan .81 6.1.1 圓掃描 .81 6.1.2 圓柱掃描 .82 6.2 Basic scan典型案例 .826.3 高級掃描 .84第七章第七章 PC-DMIS的特殊應用的特殊應用. 867.1 PC-DMIS統(tǒng)計功能. .867.2 溫度補償?shù)氖褂? 88 7.3 報告命令的特殊應用.88 7.3.1 分析命令.91 7.3.2 注釋.91 7.3.3 尺寸信息.92 7.3.4 外

7、部對象.93 7.3.5 打印命令.94 7.4 程序組的應用.96 7.5 脫機編程.97 7.5.1 手動測量.97 7.5.2 移動點和安全平面.98 7.5.3 CAD坐標系的轉換.99 47.5.4 碰撞測試功能.1017.6 簡單報告模板編輯.103 7.6.1 報告表頭編輯.103 7.6.2 報告主體編輯. 105第八章第八章 特殊零件檢測特殊零件檢測. . . 1078.1 應用案例1. 1078.2 應用案例2. 1085本中級培訓教材編寫的主要目的如下：本中級培訓教材編寫的主要目的如下：基礎知識中較難理解內容的再次強調與學習，并提高應用基礎模塊的能力常見案例的講解原理層面

8、的接觸，在應用上使學員逐漸脫離具體軟件的束縛，從而站在更高的角度上對測量方法進行確立和審核建立和加強計量理念的學習，增強學員的自學習與鉆研能力，從而具備測量整體觀，打破過去只專注于測量具體項目的思維，能夠以測量系統(tǒng)觀念來看待和策劃測量管理方面的工作典型案例的講解6第一章：特殊測頭的校驗第一章：特殊測頭的校驗1.1 測頭校驗原理測頭校驗原理 當我們在經(jīng)校準的標準球上校驗測頭時，測量軟件首先用測量系統(tǒng)傳送的坐標（寶石球中心點坐標）擬和計算一個球，計算出擬合球的直徑和標準球球心點坐標。這個擬和球的直徑減去標準球的直徑，就是被校正的測頭（測針）的等效直徑。由于測點時各種原因，造成一定的延遲，會使校驗出

9、的測頭（測針）直徑小于該測針寶石球的名義直徑，因此稱為“等效直徑”。該等效直徑正好抵消在測量零件時的測點延遲誤差。 不同測頭位置測量的擬合球心點的坐標，反映了這些測頭位置之間的關系，用于對不同測頭位置的測點進行換算。校驗測頭位置時，第一個校驗的測頭位置是所有測頭位置的參照基準。校驗測頭位置，實際上就是校驗與第一個測針位置之間的關系。 從以上原理可以看出，測頭校驗是測量過程的第一個環(huán)節(jié)，由此產(chǎn)生的誤差會影響其他的測量結果，因此要非常重視。 校驗時測針和標準球要保持清潔。測針、測頭、測座等包括標準球都要固定牢固，不能有絲毫間隙。測頭校驗的速度要與測量時的速度保持一致。 每次對測座、測頭、測針的拆卸

10、操作后都要重新對使用的所有測頭位置校驗。平時使用過程中為減少環(huán)境變化對測頭的影響，要定期進行校驗。71.2 測針選用原則測針選用原則選擇探針的原則：為保證一定的測量精度，在對探針的使用上，您需要：- 探針長度盡可能短探針長度盡可能短：探針彎曲或偏斜越大，精度將越低。因此在測量時，盡可能采用短探針。- 連接點最少連接點最少：每次將探針與加長桿連接在一起時，您就額外引入了新的潛在彎曲和變形點。因此在應用過程中，盡可能減少連接的數(shù)目。- 使測球盡可能大使測球盡可能大主要原因有兩個：使得球/桿的空隙最大，這樣減少了由于“晃動”而誤觸發(fā)的可能測球直徑較大可削弱被測表面未拋光對精度造成的影響81.3 特殊

11、測針校驗特殊測針校驗 在測量上，我們會發(fā)現(xiàn)很多特征只靠球型測針是不能完成的，例如深孔、臺階孔等等。所以PC-DMIS可以結合球型測針配置了很多種類的特殊測針，用來滿足形形色色的特殊特征的測量，主要包括：星形探針、五方向連接座、盤型測針、柱型測針、關節(jié)等等。下面我們著重介紹一下這些特殊測針的校驗。1.3.1 柱型測針校驗柱型測針校驗柱測針的用途柱測針的用途主要用于測量薄壁件。主要用于測量薄壁件。柱測針的定義及校驗柱測針的定義及校驗 1. 新建一個測頭文件；新建一個測頭文件； 2. 在在“測頭說明測頭說明”中選擇測頭組件中選擇測頭組件 柱形測針：柱形測針： TIP2BY20MMSHNK3. 點擊點

12、擊“測量測量”，打開測頭校正對話框，設置參數(shù)；其中，必須選中，打開測頭校正對話框，設置參數(shù)；其中，必須選中“柱測尖標柱測尖標定定”，并設置相應參數(shù)；，并設置相應參數(shù)；4. 添加角度；添加角度；5. 定義標定工具；定義標定工具；6. 點擊點擊“測量測量”，開始進行測頭的校驗。，開始進行測頭的校驗。校驗完成后，點擊校驗完成后，點擊“確定。確定。9柱型測針校驗注意事項柱型測針校驗注意事項:配置測頭文件時，選擇測桿要注意后綴為“SHNK”配置校驗參數(shù)時，激活“柱測尖標定”選項。（除此設置與普通測針不同之外，其他操作方法完全一致）柱測尖偏置定義的是從測尖球心到柱層3MM處為校驗的柱層，校驗的點數(shù)為“柱測

13、檢測點數(shù)”；而“測點數(shù)”處定義的點數(shù)為柱測尖的半球部分校驗的點數(shù)。101.3.2 盤型測針校驗盤型測針校驗盤形測針的用途 用來探測直徑較大深孔的中心坐標和直徑等。由于其結構的原因，在測量孔的直徑時，精度會低于使用球形測針的測量結果。但對中心坐標的影響很小。盤形測針的定義及校驗（以25盤測桿為例） 1.為了保證校驗結果的精確，先校驗一個普通球型測桿，保持標準球不移動； 2.卸下球測桿，換上盤型測桿； 3.新建一個測頭文件； 4.在“測頭說明”里選擇測頭組件： PH10MQ CONCERT30MM_TO_M8THRD PROBE_TP20 EXTEN20MM TIP25BY3MMDISK ；115

14、.點擊“測量”，打開測頭校正對話框； 設置測頭參數(shù)： 測點數(shù)：9 逼近距離/回退距離：4 移動速度：60 觸測速度：2 校驗模式： 選擇“用戶定義” 層數(shù)：2 起始角：-5 終止角：56.選擇在第1步中校驗球形測針時所定義的 標準工具文件；7.點擊“測量”，開始進行測頭的校正； 1 “是否校驗所有測頭？”，選擇“是” 2“是否已經(jīng)移動標定工具或更改坐標系零點？”，必須選擇“否”8.PC-DMIS將自動進行測頭的校驗。 校驗完成后，點擊“確定”。 12盤型測針校驗注意事項：盤型測針校驗注意事項：在校驗盤測桿之前，先校一個普通的球測桿，目的是為了得到標準球的位置。然后再進行盤測桿的校驗。使用時，通

15、常使用20mm加長桿；配置測頭文件時，選擇測桿要注意后綴為“DISK”;由于盤型測桿是球型測桿的特例（切掉了兩個球冠），工作面為球環(huán)的球面，不能垂直于標準球正上方采點；因此，在校驗時，盤型測桿不能手動在標準球頂部采第一點，所以，自動校驗測量時，選擇“是否已經(jīng)移動標定工具或更改坐標測量機零點？”時只能選擇“否”；131.3.3 星型測針校驗星型測針校驗星型測桿的定義及校驗（以PS7R為例）1. 新建一個測頭文件2. 在“測頭說明”里選擇測頭組件： PH10MQ CONCERT30MM_TO_M8THRD PROBE_TP20 EXTEN20MM 測尖號1：2BY18MMSTAR(方向向下） 測尖

16、號2：TIPSTAR2BY30 （指向X+） 測尖號3：TIPSTAR2BY30(指向Y+) 測尖號4：TIPSTAR2BY30(指向X-) 測尖號5：TIPSTAR2BY30(指向Y-) 3. 添加角度；注意：每添加一個角度，5個測尖同時添加此角度，若用不了某測尖的此角度，可刪除之。4. 其它步驟同普通測針。14星形測針校驗注意事項星形測針校驗注意事項: :使用時，通常使用20mm加長桿；注意：1、每添加一個角度，5個測尖同時添加此角度，若不采用某測尖的此角度，可刪除。2、安裝時，盡量保證2、3、4、5號測針中兩相對兩測針連線與“X”軸或“Y”軸平行；3、配置測頭文件時，首先選擇星型測桿1號

17、位置的測針（當角度為A0B0時,豎直向下的桿），然后按照順序選擇2、3、4、5號針；4、配置空間位置測桿時，測桿有效測量長度應為相對兩個測桿間紅寶石球心連線的距離，即2與4號針（或3與5號針）之間的距離；1號測桿不能單獨使用。5、校驗星型測桿通常用雙標準球。因為：在校驗某些角度的時候，需要用到雙標準球中的從球，例如在校驗T1A90B180位置時,5號測桿就需要在可用工具列表中對從球的矢量方向進行定義（與主球的定義方向相反），同時要注意：為了使在此處校得的從球數(shù)據(jù)和在主球上校得的數(shù)據(jù)相互聯(lián)系，應該選擇一個在主球上校過，而且在從球上也能校驗的一個角度，在從球上也校驗一次。（注：主球指雙標準球中位于

18、上方的那個球，從球則是其中位于下方的）。151.3.4 五方向測針校驗五方向測針校驗五方向測針的用途主要用于檢測零件內腔，或深孔。使用方法類似星形測針。校驗步驟 1. 建立一個新的測頭文件 2.在“測頭說明”選擇測頭組件： PH10M CONCERT30MM_TO_M8THRD PROBE_TP2 EXTEN20MM EXTEN5WAY（空連接1）測尖號1：TIP1.5BY30M 空連接2： （空連接3）測尖號2：TIP2.5BY30MM 測尖號3：TIP3BY30MM 空連接5 3.其它操作方法同星形測針16五方向測針注意事項：五方向測針注意事項：無論校驗還是使用，五方向比星形測針更靈活。五

19、方向的安裝與星形測針一樣，必須注意測針的方向指向，(以GLOBAL機型為例) 空連接1指向Z-, 空連接2指向X+； 空連接3指向Y+； 空連接4指向X-； 空連接5指向Y-； 為空連接選擇測針時，根據(jù)選擇順序定義測尖號；而形星測針的測尖號是固定的，與空連接號相對應。171.3.5 連續(xù)掃描測頭校驗連續(xù)掃描測頭校驗 PC-DMIS軟件可以支持多種測頭傳感器的應用，包括連續(xù)掃描式測頭傳感器（Renishaw SP600、 Renishaw SP25、LSP-X1等）、固定式測座傳感器（SP80、Letiz LSP-X3、 LSP-X5 、TRAX等），這些測頭傳感器屬于模擬量掃描測頭，無論是在測

20、量精度還是在測量效率上都遠優(yōu)于普通的觸發(fā)式測頭傳感器。下面我們分別介紹一下這些測頭在校驗時需要注意的事項：Renishaw SP25的校驗的校驗：首先SP25測頭的配置比較特殊，它分為四個模塊：SM25-1、 SM25-2、 SM25-3、SM25-4。四個模塊分別可以連接不同長度的加長桿（如右圖所示）。SP25測頭的測力設置比較特殊，如果設置不對的話，將不能完成校驗和使用?？梢栽赑C-DMIS軟件F10參數(shù)設置里面設置為下圖的測力。SP25校驗測頭：三維掃描校驗，必須使用DCC+DCC模式，并且最好使用直徑大于等于25mm的標準球。校驗的時候先對標準球進行觸發(fā)測量，然后掃描標準球，每個角度大

21、約需要5分鐘，但是掃描校驗測頭已經(jīng)把掃描矩陣的偏差補償給了下位機，所以其測量和掃描精度要比觸發(fā)測頭高。18LSP-X1掃描測頭的應用掃描測頭的應用 LSP-X1掃描測頭是Hexagon集團下屬的Leitz公司新研發(fā)的一款高精度三維掃描測頭，用于連接在Tesastar-M測座上，即可以觸發(fā)測量，也可以掃描測量。 LSP-X1是目前世界上觸測力最小的三維掃描測頭，最小觸測力 可以設置到 0.0096N，可以滿足一些較軟材質的工件的掃描檢測。 LSP-X1可安裝到 GLOBAL Performance/Advantage、Micro plus和 Global Plus機器，以滿足高精度的測量需求。軟

22、件: PC-DMIS,且版本要求PC-DMIS CAD+ V4.3以上 (ROY-CAD+-DCC) 。 LSP-X1測頭系統(tǒng)包括： LSP-X1s測頭（可接 20115mm加長桿） X1s-1吸盤 0mm X1s-2吸盤 15mm LSP-X1m測頭（可接 120200mm加長桿） X1m-1吸盤 100mm X1m-2吸盤 115mm X1m-3吸盤 150mm LSP-X1測針更換架測頭參數(shù)測頭參數(shù)最小觸測力 X1s 0.0096 X1m0.0048 (N)最大觸測力 X1s 0.072 X1m 0.036最佳觸發(fā)測力 X1s 0.015 X1m0.015 掃描測力 X1s0.036 X

23、1m 0.018測頭重量 100 g 吸盤重量 7 g 連接方式 TESA TKJ 測量范圍 +/- 2 mm in X, Y and Z 超行程范圍 X、Y、Z三個方向都為+/- 2 mm碰撞保護 具備 輸出信號 5 V/mm測頭剛性 LSP-X1s 1.2 N/mm LSP-X1m 0.6 N/mm 回零精度 1 mm 偏轉后回零精度高于 2um 測針連接 M3 螺紋 最大測針重量 20 g (包括吸盤) 最大測針長度 LSP-X1s 20-115 mm LSP-X1m 120-200 mm 19LSP-X1測頭的校驗測頭的校驗 LSP-X1測頭的校驗方式類似于普通的觸發(fā)式測頭（TP200

24、、Tesastar-P），但是在第一次安裝此測頭時，校驗之前必須先做一下下位機矩陣補償，也就是校驗設備校驗設備選項，校驗設備完成之后，再進行測針校驗。 注意：校驗設備時，必須使用標準的注意：校驗設備時，必須使用標準的LSP-X1的探針。的探針。20固定式傳感器的校驗：固定式傳感器的校驗： 固定式傳感器主要包含SP80、Letiz LSP-X3、 LSP-X5 、TRAX等類型，固定式測座不能添加角度，如果需要不同的角度時，需要使用不同組件進行組合，這樣在校驗的時候就需要靠準確調整測針角度之后再來進行校驗，并且在校驗時多采用MAN+DCC或者DCC+DCC的模式。21固定式測頭校驗注意事項：固定

25、式測頭校驗注意事項： 固定式系列測頭的校驗時必須首先校驗一個主探針，選擇A0B0角度的探針，在校驗這個測針的時候要選擇“是”（軟件提示標準工具是否被移動過的時候），手動在標準球上測量一點，完成校驗后雙擊查看測針時出現(xiàn)X和Y坐標都為零。復雜組合測針的校驗時必須使所校驗測針和A0B0主測針關聯(lián)起來，其他所有的測針結果都和主測針有位置和角度的關系。 校驗復雜組合測針時對標準球的位置和角度的要求比較嚴格：如果選擇矢量方向為0、0、1的標準球，那么上圖中豎直向上的測針則不能完成；如果選擇矢量方向-1、0、0的標準球，那么就不能完成五方向的所有測針校驗。對于這個問題我們可以使用如下兩種方案完成驗： 1、使

26、用矢量0、0、1和-1、0、0兩個標準球進行校驗，每一個標準球在第一次使用時都必須校驗主測針，而且每次都選擇“是”（軟件提示標準球是否被移動過的時候）。這樣所有的配置都可以用這兩個球完成校驗。 2、使用空間矢量的標準球（例如和每個軸向都夾角45或者和兩個軸向夾角45）。 建議使用第二種方式，因為使用的標準球越少，測針之間的關聯(lián)越簡單，測量結果的誤差會越小。 221.3.6 多測針的使用多測針的使用在一個程序中，有時單個測針是不能完成所有檢測項目的，需要用到兩個或兩個以在一個程序中，有時單個測針是不能完成所有檢測項目的，需要用到兩個或兩個以上上的測針，這時多個測針之間測量結果的一致性就是最關鍵的

27、問題。的測針，這時多個測針之間測量結果的一致性就是最關鍵的問題。校驗：校驗： 在校驗多測針時，首先要明確參考測針（主探針）。在校驗多測針時，首先要明確參考測針（主探針）。 通常不會選擇星形測針作為參通常不會選擇星形測針作為參考測針，這是因為星形測針相對于單一球測針來講，存在更多的誤差可能性，而且考測針，這是因為星形測針相對于單一球測針來講，存在更多的誤差可能性，而且在手動測量第一個點時，不好掌握。所以我們選擇單一球測針作為參考測針。所有在手動測量第一個點時，不好掌握。所以我們選擇單一球測針作為參考測針。所有的測針都和這個探針有一定的位置關系。的測針都和這個探針有一定的位置關系。 對于參考角度，

28、我們通常選擇和軸向平行的角度（如對于參考角度，我們通常選擇和軸向平行的角度（如A0B0）。）。 為了保證測針測量的一致性，我們盡量選擇同一個標準球。使用參考角度確定標準為了保證測針測量的一致性，我們盡量選擇同一個標準球。使用參考角度確定標準球的位置（手動在標準球上測量一點），除參考角度之外的其他測針，在校驗時，球的位置（手動在標準球上測量一點），除參考角度之外的其他測針，在校驗時，必須選擇標準球未移動過。這樣就可以保證測針測量的一致性。必須選擇標準球未移動過。這樣就可以保證測針測量的一致性。231.3.7 關節(jié)的校驗關節(jié)的校驗 Renishow和Tesa的標準探針組中，都有一個關節(jié)（Knuck

29、le）,關節(jié)主要是用于特殊角度的特征的測量，關節(jié)可以調整空間的任意角度，并可以輸入理論角度值進行校驗，下面詳細介紹一下關節(jié)的校驗：相當于旋轉了B角24251.4 自動校驗測針命令的使用自動校驗測針命令的使用 PC-DMIS軟件的自動校驗測針命令主要是指通過軟件的參數(shù)設置，實現(xiàn)全自動校驗測針，主要是應用在有多個測針文件需要一起校驗，關聯(lián)起來共同使用的情況。 如下圖所示：需要設定如下幾個參數(shù) 標定工具已移動：主要是指判定校驗過程中標準球的位置是否移動，當校驗主探針的時候必須選擇“是”，校驗其他探針的時候選擇“否”。 顯示概要：是在校驗測頭報告中顯示所有測頭的參數(shù)信息。 替代結果日志文件：如果選擇這

30、個選項是指下次再重新校驗這些測頭文件的時候替代本次校驗結果。261.5 測針文件編輯器測針文件編輯器 PC-DMIS軟件根目錄下的probe.dat文件，決定了PC-DMIS測頭系統(tǒng)的圖形顯示和數(shù)據(jù)表達。想要在PC-DMIS中使用測頭，就要在probe.dat文件中定義?？梢允褂脀indows記事本打開這個文件進行定義和編輯。定義測頭有特定的格式要求，必須嚴格遵守。 主要表達方法：Commands: ITEM: begintip endtip ribcount line sphere cutsphere cylinder cone ring comment hotspot opticalcen

31、ter connect autojoint manualjoint face solid cadgeom下面介紹這幾個命令：下面介紹這幾個命令：ITEM:TIP2BY20MM M2第一行ITEM后面出現(xiàn)的第一個名字，將在測頭定義對話框中出現(xiàn)，之后的M2定義了這個部件的螺紋類型或者連接類型。begintip測針定義開始。endtip 測針定義結束。ribcount N N表示行數(shù)，2到1000.27line x1 y1 z1 x2 y2 z2 x1,y1,z1 是起始點x2,y2,z2 是結束點.sphere x y z d x,y, & z 表示球心坐標，d表示直徑。cutsphere

32、 x y z i j k d t b x, y, z,和d 表示的內容與sphere相同, i, j, k 表示垂直于球頂面和底面的矢量。 t, b 定義頂面和底面的位置如下： 頂面 = (x,y,z) + t * (i,j,k) 底面 = (x,y,z) - b * (i,j,k)”cylinder x1 y1 z1 x2 y2 z2 d x1, y1, z1 表示圓柱頂面的位置 x2, y2, z2 表示圓柱底面的位置 d 表示直徑。cone x1 y1 z1 d1 x2 y2 z2 d2 x1, y1, z1表示圓錐頂面的位置 x2, y2, z2表示圓錐底面的位置 d1 表示頂面的直徑

33、 d2 表示底面的直徑。ring x1 y1 z1 i1 j1 k1 d1 d2 x1, y1, z1 表示環(huán)中心的坐標 i1, j1, k1 相對于當前測頭坐標系的環(huán)矢量 d1 表示環(huán)的外直徑 d2表示環(huán)的內直徑comment text 注釋hotspot x1 y1 z1 i1 j1 k1 d1 t1 type x1, y1, z1 表示測球中心， i1, j1, k1 表示測針矢量, 一般為001, d1 表示測球直徑， t1 表示測尖厚度(for disk probe), type 表示測針類型 (ball, shank, disk等)。 測頭系統(tǒng)ITEM格式要求:在probe.dat

34、文件中新建配置，必須使用“ITEM：”，包括特定的命名和連接類型標示符（這個部件可以連接到哪里）。連接類型標示符如下所列。對于測針測頭定義的第二行必須是begintip，最后一行必須是dentip。 定義測頭必須自上而下定義。起始的位置是x=0, y=0, z=0，所有的組成部分都繪制在這個點下面，就是說Z值為負。大部分的測頭部件0，0，0都是中心位置，所以X和Y坐標正負都有。一般正X表示從左向右，正Y表示從前往后，要從Z正方向看。只有兩種active配置：hotspot和connect。測頭部件配置中必須具備其中一個，但是一般不同時使用。Hotsport用來定義測球，是測頭中用于測量工件的部

35、分。Connect定義連接位置，另一種測頭部件可以連接上來。每個連接處必須選擇一種連接類型標示符。28 Autojoint和manualjoint這兩種配置命令，可以改變這個測頭部件的坐標系。使用這兩個命令要特別留心，因為使用時坐標原點轉移到連接的中心，如相應命令的定義。而且坐標軸向根據(jù)第一個joint命令發(fā)生改變。Z負方向變?yōu)閄正方向，X正方向變?yōu)閆正方向，Y軸不變。這些命令經(jīng)常成對使用。例如：例如一個命令控制PH10的B角，第二個命令控制PH10的A角。一對命令的第一個總是控制B角，第二個控制A角。例子：例子：Tip:ITEM:TIP1.5BY11MM M2begintipribcount

36、 10cylinder 0 0 0 0 0 -3 3cone 0 0 -3 3 0 0 -7 0.65cylinder 0 0 -7 0 0 -11 0.65color 255 0 0sphere 0 0 -11 1.5hotspot 0 0 -11 0 0 1 1.5 1.5 ballendtip291.6 環(huán)境對測量機的影響及其維護環(huán)境對測量機的影響及其維護測量機使用環(huán)境要求：測量機使用環(huán)境要求： 電壓電壓 220V 10 15A 50HZ 2 無干擾，地線需單獨接地 5壓縮空氣壓縮空氣 0.55MPa0.8MPa 無水、無油、無雜質 環(huán)境溫度環(huán)境溫度 202 梯度要求 空間 1 /m3

37、時間 2 /8h 濕度濕度 2070 （4060最佳） 震動震動 頻率0HZ6HZ 振幅0.0076mm 頻率6HZ50HZ 振幅50HZ 振幅0.0076mm30第二章：測量特征第二章：測量特征2.1 手動特征測量手動特征測量特征元素：特征元素：點、直線、平面、圓、圓柱、圓錐、球、圓槽等這些都稱之為特征元素。手動測量元素應遵循的原則：法矢方向觸測原則手動測量元素應遵循的原則：法矢方向觸測原則法矢方向觸測原則：法矢方向觸測原則：測量時，盡量按著測點的法矢方向進行測量。法線矢量：在測量機中被用來確定按什么方向驅動才能垂直于表面或被測元素。 單位矢量在三維坐標系中： 與X軸夾角的余弦值稱之為I;

38、與Y軸夾角的余弦值稱之為J; 與Z軸夾角的余弦值稱之為K.期望接觸點導致的誤差法向矢量 理論接觸點逼近方向角度不正確的矢量不正確的矢量=余弦誤差余弦誤差 31測點分布原則測點分布原則： 測量時，最大包容被測元素的有效范圍。測量某些元素時，需要選擇工作平面。測量某些元素時，需要選擇工作平面。工作平面：能夠正確反映特征元素的投影平面。若你在上平面工作，那么就是在“Z正”平面上工作；若你測量元素是在右側面，那么就是在“X正”工作平面工作。 在 PC-DMIS中, 當在測量二維元素、計算2D距離時，工作平面的選擇非常重要。定義有效的工作平面是非常重要的。 如何進行特征推測（智能特征評價）如何進行特征推

39、測（智能特征評價） 對于特征元素的手動測量，PC-DMIS采用了智能判別模式。在測量元素時不需要嚴格的指定被測元素的類型（例如：點，圓等等），當測量完一個特征元素后，按操縱盒上的DONE鍵（如果機器上安裝了操縱盒）或鍵盤上的END鍵，PC-DMIS即可自動判別測量元素的類型。 例如：以最少點數(shù)（不在同一直線上的3點）測量一個圓，測量的點數(shù)動態(tài)的顯示在狀態(tài)條中，一旦測量了足夠的測量點數(shù)后，按操縱盒上的DONE按鈕（如果機器上安裝了操縱盒）或鍵盤上的END鍵，測量結果將被顯示在編輯窗口中，同時在視圖窗口中出現(xiàn)所測量的圓。 32常見自動特征對話框選項常見自動特征對話框選項矢量點矢量點在點類型的測量中

40、包含位置（XYZ）、矢量（IJK）、理論值計算方法、料厚處理、自動移動等幾部分。在對話框中的位置參見下圖：“捕捉點捕捉點”選項：選項：使用這個選項時，所有的偏差都將位于點的矢量方向。特別適用于只考慮某一特定矢量方向上的偏差的情況。料厚處理：料厚處理： 當提供的數(shù)模只有一層，檢測的工件表面和數(shù)模相差一個料厚時，需要對數(shù)模進行偏置，得到所測表面的理論數(shù)據(jù)。PC-DMIS 提供了兩種料厚的處理方式： 1、理論值:將厚度值修改理論值理論值然后與測量值進行比較； 2、實際值:將厚度值修改測量值測量值然后與理論值進行比較 。 注意：準確判斷料厚輸入的正負33如果工件的變形比較嚴重，為了得到準確的測頭半徑補

41、償，就必須找正法線矢量，由此得到一種新的檢測類型曲面點。曲面點測量的是曲面上的點，在測量之前，現(xiàn)在理論點周圍測量3個點，通過這3個點確定點所在小曲面的法線矢量，然后以這個法線矢量作為點的逼近矢量去測量這個點，參見下圖：參數(shù)： 間隙樣例點到理論點的距離。2.1.1 曲面點曲面點理論點樣例點342.1.2 邊界點邊界點 邊界點，又稱棱點，是由一個曲面和一條棱邊組成。在測量的時候，首先會搜索曲面，然后根據(jù)曲面的位置，測量棱邊，測量完曲面和棱邊之后，測頭會在棱邊上按照找正之后的位置測量一個邊界點。 為了能夠正確的測量邊界點，必須注意 以下幾點： 1、實現(xiàn)曲面的搜索。曲面會在矢量方向產(chǎn)生偏差，因此這個曲

42、面的搜索主要是沿著矢量方向進行。矢量方向的搜索由以下兩個參數(shù)控制：逼近距離、探測距離，只要把這兩個參數(shù)調整知合適，即可實現(xiàn)對曲面的搜索。逼近距離探測距離理論曲面 2、在測量棱邊時，“深度”應該設置合適，通常為料厚的1/31/2?！翱s進”控制在曲面上采點的位置。35邊界點的樣例點邊界點的樣例點 測量邊界點（棱點）時，樣例點的點數(shù)設置有多種（0-5），PC-DMIS將根據(jù)輸入值來測量點。下面依次介紹不同樣例點點數(shù)的測量含義：0：PC-DMIS 將測量指定的標稱逼近矢量和法線矢量上的點。1：PC-DMIS 將測量法線曲面上的點。 然后，棱測量結果將通過該點射影到標稱曲面上。 深度值將從該點偏置。2：

43、PC-DMIS 將沿著指定的標稱逼近方向在棱上采兩個樣點。 然后，PC-DMIS 將使用這些測點來計算實際點測量在棱方向上的新逼近矢量。3：PC-DMIS 將通過分別使用一個和兩個樣例測點的組合方法來對點進行測量。 此測量方法通常稱作“縫寬與平差”測量點。4：PC-DMIS 將測量法線曲面上的三個樣例點，并調整曲面法線矢量。 然后，棱測量結果將投影到樣例點所確定的曲面上。 深度值將從該點偏置。 最后，將沿著逼近矢量測量該點。5：PC-DMIS 在對點進行測量時，將沿著指定的理論逼近方向在法線曲面上采三個點，然后在棱上采兩個點。 此測量方法被認為是最為精確的方法。362.1.3 角點角點角點 角

44、點用來測量兩個平面相交所得直線上的點，使用這個選項可以直接得到該直線上的點。通常，為了得到精確的數(shù)據(jù)，在每個面上測量3個點 角點是由兩個曲面和一條棱邊組成。在測量的時候，首先測量兩個曲面，然后根據(jù)兩個曲面的數(shù)據(jù)，計算這個點的數(shù)據(jù)。線矢量：兩個平面相交所得直線的方向。矢量 1 ：第一個曲面的矢量。矢量 2 ：第二個曲面的矢量?？s進1：在曲面1上，從點的理論位置向曲面內偏置的距離，測頭將在這個位置測量樣例點。縮進2：在曲面2上，從點的理論位置向曲面內偏置的距離，測頭將在這個位置測量樣例點。相對測量 = 該值指示給定特征和自動特征之間的相對位置和方位。間隙：每個曲面上各點之間的偏置距離。 37u案例

45、分析：角點精度測試案例分析：角點精度測試 自動角點測量在標準件上的精度測試： 測量機：測量機：Global Advantage 091508 測頭系統(tǒng)：測頭系統(tǒng)：SP600(TIP0.5BY10MM) 軟件系統(tǒng)：軟件系統(tǒng)：PC-DMIS CAD+ 4.3MR1 Release 測試工件：測試工件：標準件環(huán)規(guī)（D=30.0005） 測試方法：測試方法：在環(huán)規(guī)的邊界處，測量6個角點(是圓弧和倒角斜面交線上的點) ，檢查這6個點的實測值且將此六點構造成圓，與標準環(huán)規(guī)對比，查看此圓的直徑偏差以及圓度。38 軟件功能實現(xiàn)：軟件功能實現(xiàn)： 在軟件中，通過自動角點的測量來完成。在軟件中，通過自動角點的測量來

46、完成。測量數(shù)據(jù)：測量數(shù)據(jù)：注意間隙以及縮進的設置39 綜上所述，可以確認角點自動測量功能在應用和精度指標實現(xiàn)上是沒有問題的。402.1.4 高點高點 “高點”自動選項用于搜索用戶定義的區(qū)域，以查找當前工作平面中指定矢量方向上的最高點，搜索結果為 X、Y、Z 坐標和逼近矢量所定義的單個點。 起點：定義的是當測量最高點時搜索區(qū)域的開始位置。 中心：定義的是測量高點時搜索區(qū)域的中心。 增量：用于定義在搜索最高點時使用的增量，該框僅適用于高點自動測量。 公差：用于定義明確通知 PC-DMIS 何時停止在指定區(qū)域搜索最高點的公差值。 這個公差值必須小于增量值，搜索過程中，PC-DMIS 會逐漸減小增量值

47、直到 小于或者等于提供的公差值，也就是說當前工作平面的最高點已經(jīng)確定。 模式：用于定義測量最高點時的搜索模式，可選擇方形和圓形兩種。方形模式對應兩個參數(shù)：寬度和長度。設置后PC-DMIS將按照設定值的方形區(qū)域 內搜索最高點。若長度或寬度的某個值為零，那么PC-DMIS將按照直線搜索最高點。圓形模式對應兩個參數(shù)：內半徑和外半徑。設置后PC-DMIS將按照設定值的圓環(huán)區(qū)域內搜索最高點。若內半徑或外半徑的某個值為零，那么PC-DMIS將按照整圓區(qū)域搜索最高點；若內半徑與外半徑值相等，那么PC-DMIS將在圓周上搜索測量最高點。412.1.5 查找孔選項查找孔選項PC-DMIS軟件提供了自動查找孔的功

48、能，實現(xiàn)對孔的自動搜索。保證測量工作順利進行，避免因為加工誤差導致測不到而使程序終止運行；使測量程序適應零件特征不同的位置變化；對于流水線生產(chǎn)的汽車行業(yè)來說，能夠順利有效的完成測量任務是重要的；對于操作者來說可以極大的減輕勞動量，避免反復調整程序。使用查找孔的優(yōu)點：使用查找孔的優(yōu)點： 在測量時，測頭將從逼近距離位置處開始，沿著圓所在曲面的矢量，以觸測速度，開始搜索孔。1、若測頭經(jīng)過圓所在曲面而未碰到曲面，測頭將繼續(xù)向前搜索直到達到探測距離表明要測的圓就在此處；然后測頭在探測距離處的孔周上觸測三點，粗略判斷孔心位置。 一旦確定了孔的整體位置，將按照特征對話框設定參數(shù)測量該孔。2、若測頭碰到圓所在

49、的曲面表明孔不在此處，則測頭將圍繞理論圓心，向外進行搜索。注意：注意：如果探測距離小于(feature radius probe radius)，將只執(zhí)行一個循環(huán)的搜索。查找孔的應用：查找孔的應用：42 3、如果在指定搜索范圍內沒有找到孔，PC-DMIS將會出現(xiàn)讀位置的提示，在這種情況下，可以手動移動測針到圓孔的中心，點擊提示框中的“是”，CMM將以讀入的測頭位置作為圓心的理論值來測量圓孔 注意：注意：在查找孔中，由三個可選項：中心、無中心、觸測點。其含義如下： 中心：中心：搜索到孔之后，在孔內以觸測速度測量三個點，得到實際孔心位置，然后開始測量； 無中心無中心：搜索到孔之后，直接開始測量；

50、單測點單測點：在搜索孔時，只搜索一次，也就是說，測頭只向下觸測一次，如果測到曲面，說明沒有搜索到孔，將會按照未找到孔來處理，如果測到孔內，說明搜索到了孔，將直接開始測量。逼近距離探測距離理論曲面2.1.6 讀位置讀位置使用這個選項，可以手動實現(xiàn)對孔的搜索。 當選上這個選項開始測量的時候，測頭會移動到孔心理論值的正上方，然后出現(xiàn)一個提示框：“是否要讀取當前位置？”。 如果當前測頭所在位置就是圓孔的實 際位置，那么你只要選擇“是”，測量機就會開始自動測圓孔； 如果當前測頭所在位置不是圓孔的實際位置，那么需要操作者手動移動測頭到實際孔心位置，然后選擇“是”，測量機開始自動測量圓孔。432.1.7 圓

51、槽圓槽 圓槽由兩條邊界線和兩個半圓確定中心及長度、寬度。在測量時，至少需要測量6個點，其分布如右圖。 “測量角”定義了在測量時每個圓弧上測量的范圍，通常在90180之間。 與孔類似，在檢測時，也需要對圓槽進行搜索。搜索的方法與圓孔的搜索相同。 在使用“查找孔”功能時，如果找到孔，那么測頭將每條邊測量一個點，用于確定槽的大約位置，然后在長邊上測量兩個點，用于確定槽的方向。其他與孔的查找相同。 注意：注意：在測量圓槽中，角矢量定義一定要在圓槽的長軸上，測量才可以順利完成。XZY442.1.8 方槽方槽 方槽由四條直線確定槽的中心、長度和寬度。測量時至少需要測量5個點，其中第1、2兩個點用于確定槽的

52、方向。 “半徑”是指兩條臨邊之間倒圓的半徑。在測量時用于確定每次觸測的位置，避免測量到圓弧位置。通常，這個值應大于所使用的測頭半徑。 與孔的檢測類似，需要對方槽進行搜索。搜索的方法與圓孔的搜索相同。 在使用“查找孔”功能時，如果找到孔，那么測頭將每條邊測量一個點，用于確定槽的大約位置，然后在長邊上測量兩個點，用于確定槽的方向。其他與孔的查找相同。 注意：注意：在測量方槽時，“拐角半徑”設置一定要大于所使用測針的紅寶石球的半徑。452.2 快速啟動欄的應用快速啟動欄的應用 通過選擇“視圖其他窗口快速啟動”來激活快速啟動按鈕。 此選項允許操作者在PC-DMIS中使用圖標來選擇需要的功能。在快速啟動

53、菜單的左手邊的每一個選項都是單獨的部分。選擇適當?shù)墓δ?，所選項變成可用項。 快速啟動欄工具條圖表快速啟動欄工具條圖表校驗測頭校驗測頭坐標系坐標系使用校驗測頭的快速啟動選項，從校驗測頭部分選擇所需元素。打開了校驗菜單，具體過程請參見初級培訓中的介紹。 使用建立坐標系的快速啟動選項，從坐標系部分選擇建立坐標系的使用方法。例：選擇“面-線-點”，打開左圖所示對話框，然后按照提示，在零件上采集面、線、點即可完成坐標系的建立。46尺寸尺寸重新設置重新設置測量測量構造構造使用測量特征的快速啟動選項，從測量部分選擇所需測量的特征 。例：選擇測量”點“，打開右圖所示對話框，按照圖示進行采集即可。測量中，同樣可

54、以進行添加移動點和刪除點的操作。47第三章：坐標系建立第三章：坐標系建立3.1 建立坐標系目的、選取特征的原則建立坐標系目的、選取特征的原則測量建立坐標系的目的：測量建立坐標系的目的：初建坐標系的目的：建立一個工件坐標系，告訴PC-DMIS軟件工件的大體位置，保證可以自動測量特征。精建坐標系的目的：使用加工基準建立，評價在加工基準的坐標系下特征的真實加工狀態(tài)。所選取的用來建立坐標系的特征，需要滿足以下要求：所選取的用來建立坐標系的特征，需要滿足以下要求：1滿足檢測工藝的要求，也就是說要方便測量和評價；2滿足同類批量零件的測量，也就是說可重復定位；3滿足裝配、加工和設計中基準的要求。483.2

55、3-2-1法建立坐標系法建立坐標系3-2-1坐標系名稱的由來坐標系名稱的由來3：一個平面(三個點)用來找正一個平面，確定第一軸向；2：一條線（兩個點）用來確定第二軸向；1：確定原點的位置實際上建立零件坐標系的過程，可以理解為零件的定位過程，需要確定零件的六個自由度。無無CAD模型時模型時3-2-1坐標系的建立坐標系的建立 a.建立坐標系第一軸向 b.建立坐標系第二軸向 c.確定坐標系原點abc49 通過旋轉平移當前坐標系建立新的坐標系通過旋轉平移當前坐標系建立新的坐標系有有CAD模型時模型時3-2-1坐標系的建立坐標系的建立 此方法適用于工件坐標系和CAD模型上的坐標系（各軸向的方向以及坐標原

56、點的位置）完全一致的情況。圍繞某一軸向（如圍繞某一軸向（如z正）旋轉正）旋轉另一軸向（如另一軸向（如x正）（按右手正）（按右手定則順時針為負值，逆時針為定則順時針為負值，逆時針為正值）正值）通過平移某個原點（如通過平移某個原點（如x）實現(xiàn)）實現(xiàn)在某個軸向（如在某個軸向（如x向）的偏置向）的偏置（沿軸的正方向偏值為正值，（沿軸的正方向偏值為正值，反之為負）反之為負）直接點擊直接點擊“CAD=工工件件”可以使工件上可以使工件上建立的坐標系和建立的坐標系和CAD模型本身的坐模型本身的坐標系統(tǒng)一標系統(tǒng)一503.3 迭代法建立零件坐標系的原理和操作迭代法建立零件坐標系的原理和操作迭代法是將測定元素從三維

57、模型上“擬合”到理論元素的過程。迭代法建立零件坐標系主要應用于PCS（坐標系）的原點不在工件本身、或無法找到相應的基準元素（如面、孔、線等）來確定軸向或原點，多為曲面類零件（汽車、飛機的配件，這類零件的坐標系多在車身或機身上）。工作原理：與3-2-1建立坐標系的原理類似，迭代法建立坐標系，也是用找正的方法確定第一軸線，用旋轉的方法確定第二軸線。然后是確定原點的位置。找正第一組特征將使平面擬合特征的質心，以建立當前工作平面法線軸的方位。此部分（找正=3）必須至少使用三個特征。旋轉下一組特征將使直線擬合特征，從而將工作平面的定義軸旋轉到特征上。此部分（旋轉=2）必須至少使用兩個特征。如果未標記任何

58、特征，坐標系將使用“找平”部分中的特征。（“找平”部分中倒數(shù)第二個和第三個特征將利用為旋轉控制特征。）原點最后一組特征用于將零件原點平移到指定位置（設置原點=1）。如果未標記任何特征，坐標系將使用“找平”部分中的最后一個特征。51前提前提 1、當前程序為手動模式； 2、更改CAD模型的模式為曲面模式 3、建坐標系特征元素必須有理論值或CAD模型，特別是必須有矢量信息。常用的方法常用的方法迭代法建立零件坐標系統(tǒng)通常使用如下方法：A、六個矢量點：遵循、六個矢量點：遵循“3-2-1”原則原則3：三個矢量點確定平面曲面矢量找正一個軸向；要求三個點矢量方向近似一致；2：兩個矢量點確定直線方向旋轉確定第二

59、軸；要求兩個點矢量方向近似一致，并且此兩點的連線與前三個點方向垂直；1：一個矢量點原點；要求方向與前五個點矢量方向垂直；B、三個圓（球）：遵循、三個圓（球）：遵循“3-2-1”原則原則 三個圓找正 二個圓旋轉 一個圓原點注意注意1：有圓參與迭代法建立零件坐標系時，測量時“樣例點”參數(shù)必須為3，即必須在圓所在表面采集三個樣例點；注意注意2：三個圓進行迭代時，有如下兩種情況不符合條件: A、圓心成一條直線分布的三個圓； B、同心圓。C、五個矢量點一個圓、五個矢量點一個圓/三個矢量點兩個圓三個矢量點兩個圓/三個矢量點一個圓一個圓槽三個矢量點一個圓一個圓槽52指定元素測量指定元素測量PC-DMIS將以

60、DCC模式對當前零件程序中的一部分至少重新執(zhí)行一次。重新執(zhí)行哪一部分，取決于起始標號（參見起始標號）；如果提供起始標號，PC-DMIS將從該定義標號重新執(zhí)行到包含當前執(zhí)行的迭代法建坐標系命令的“建坐標系/開始”命令；如果未提供起始標號，PC-DMIS 將從程序中迭代法建坐標系命令所使用的第一個測定特征開始重新執(zhí)行；如果第一個特征之前有存儲移動點，PC-DMIS 還將執(zhí)行這些移動點；重新執(zhí)行過程將持續(xù)到迭代法建坐標系命令所使用的最后一個測定特征為止；如果此命令之后有存儲移動，將不會執(zhí)行這些移動；點目標半徑點目標半徑雖然可以很容易地找到需要在零件上測量圓的位置，但要確定在曲面上測量點的確切位置，卻不是一件容易的事。由于