三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x

關(guān)于三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x第1頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三1956年，英國(guó)Ferranti公司開發(fā)了第一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)世界上第一個(gè)觸發(fā)測(cè)頭第2頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三1992年全球擁有三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)46100臺(tái)，年銷售增長(zhǎng)率在7%-25%左右。發(fā)達(dá)國(guó)家擁有量高，在歐美、日韓每6-7臺(tái)機(jī)床配備一臺(tái)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。我國(guó)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代，年增長(zhǎng)率在20%以上。目前，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)被廣泛應(yīng)用在汽車、家電、電子、模具等制造領(lǐng)域。第3頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第4頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三1、越來越多的工件需要進(jìn)行空間三維測(cè)量，而傳統(tǒng)的測(cè)量方法不能滿足生產(chǎn)的需要。傳統(tǒng)的測(cè)量方法是指用傳統(tǒng)測(cè)量工具（如千分表、量塊、卡尺等）進(jìn)行的測(cè)量，屬相對(duì)測(cè)量。測(cè)量工具本身精度不高，人為誤差較大工具量程小、被測(cè)工件尺寸、形狀受到限制許多形狀較復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)(如曲面)難以實(shí)現(xiàn)且占用機(jī)時(shí)較長(zhǎng)第5頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第6頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、由于機(jī)械加工、數(shù)控機(jī)床加工及自動(dòng)加工線的發(fā)展，生產(chǎn)節(jié)拍的加快，加工一個(gè)零件僅有幾十分鐘或幾分鐘，要求加快對(duì)復(fù)雜工件的檢測(cè)。例如：汽車和摩托車都采用流水生產(chǎn)線，每輛車上有幾千甚至上萬個(gè)零件，這些零件是由專業(yè)化廠分散生產(chǎn)，最后集中部裝和總裝，每隔幾分鐘就生產(chǎn)出一輛車。第7頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三3、在制造業(yè)中，大多數(shù)產(chǎn)品都是按照CAD數(shù)學(xué)模型在數(shù)控機(jī)床上制造完成的，它與原CAD數(shù)學(xué)模型相比，確定其在加工制造中產(chǎn)生的誤差，就需用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行測(cè)量。 在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的軟件系統(tǒng)中可以用圖形方式顯示原CAD數(shù)學(xué)模型，再按照可視化方式從圖形上確定被測(cè)點(diǎn)，得到被測(cè)點(diǎn)的X、Y、Z坐標(biāo)值及法向矢量，便可生成自動(dòng)測(cè)量程序。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可按法線方向?qū)ぜM(jìn)行精確測(cè)量，獲得準(zhǔn)確的坐標(biāo)測(cè)量結(jié)果，也可與原CAD數(shù)學(xué)模型進(jìn)行比較并以圖形方式顯示，生成坐標(biāo)檢測(cè)報(bào)告（包括文本報(bào)告和圖表報(bào)告），全過程直觀快捷，而用傳統(tǒng)的檢測(cè)方法則無法完成。第8頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴(kuò)大，加工精度不斷提高，除了需要高精度三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的計(jì)量室檢測(cè)外，為了便于直接檢測(cè)工件，測(cè)量往往需要在加工車間進(jìn)行，或?qū)y(cè)量機(jī)直接串連到生產(chǎn)線上。檢驗(yàn)的零件數(shù)量加大，科學(xué)化管理程度加強(qiáng)，因而需要各種精度的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，以滿足生產(chǎn)的需要。第9頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三1950年至2000年

50年內(nèi)約提升兩個(gè)數(shù)量級(jí)平均每8年加工誤差縮小一半我國(guó)情況平均每12年加工誤差縮小一半一般加工精度<0.01mm

超精密加工精度0.005μm

增長(zhǎng)速度比國(guó)外低50%，約落后15～20年第10頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三加工中心精度提升歷程（刀柄ISO40或HSK63）工作精度每８年提升１倍第11頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三5、實(shí)現(xiàn)逆向（反求）工程的需要，例如隨著模具生產(chǎn)的發(fā)展，往往采用按制好的工件模型去仿制模具，故需要三維掃描測(cè)量出工件輪廓曲線的數(shù)據(jù)。因此需要與“數(shù)控機(jī)床”或“加工中心”相配合的三維檢測(cè)技術(shù)。第12頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第13頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三2、提高了三維測(cè)量的測(cè)量精度，目前高精度的坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的單軸精度，每米長(zhǎng)度內(nèi)可達(dá)1um以內(nèi)，三維空間精度可達(dá)1um-2um。對(duì)于車間檢測(cè)用的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，每米測(cè)量精度單軸也達(dá)3um-4um。3、由于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可與數(shù)控機(jī)床和加工中心配套組成生產(chǎn)加工線或柔性制造系統(tǒng)，從而促進(jìn)了自動(dòng)生產(chǎn)線的發(fā)展。第14頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三4、隨著三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的精度不斷提高，自動(dòng)化程序不斷發(fā)展，促進(jìn)了三維測(cè)量技術(shù)的進(jìn)步，大大地提高了測(cè)量效率。尤其是電子計(jì)算機(jī)的引入，不但便于數(shù)據(jù)處理，而且可以完成CNC的控制功能，可縮短測(cè)量時(shí)間達(dá)95%以上。5、隨著激光掃描技術(shù)的不斷成熟，同時(shí)滿足了高精度測(cè)量（質(zhì)量檢測(cè)）和激光掃描（逆向工程）多功能復(fù)合型的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)發(fā)展更好地滿足了用戶需求，大降低用戶投入成本，提高工作效率。第15頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第16頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三如圖所示，測(cè)量孔1和2的中心距，先在孔1和2各測(cè)至少3點(diǎn)，計(jì)算出各自的圓心坐標(biāo)值，然后計(jì)算兩點(diǎn)的距離，同時(shí)可以測(cè)量外形尺寸、孔徑、孔的圓度和圓柱度、兩孔軸線的平行度、軸線與基面的垂直度、工件表面的平面度等。輸出:X=2.0I=0D=4Y=2.0J=0R=2Z=2.5K=1第17頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是精密的測(cè)量?jī)x器，它集機(jī)、光、電等于一體。隨著電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)由手動(dòng)數(shù)顯逐步發(fā)展到目前的CNC控制的高級(jí)階段。測(cè)量機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)最初是在精密機(jī)床基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。如美國(guó)Moore公司的測(cè)量機(jī)就是由坐標(biāo)鏜床——坐標(biāo)磨——坐標(biāo)測(cè)量機(jī)逐步發(fā)展起來的，又如瑞士的SIP公司的測(cè)量機(jī)就是在大型萬能工具顯微鏡——光學(xué)三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x基礎(chǔ)上逐步發(fā)展起來的。這些測(cè)量機(jī)的結(jié)構(gòu)都沒有脫離精密機(jī)床及傳統(tǒng)精密測(cè)試儀器的結(jié)構(gòu)。第18頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三

從測(cè)量機(jī)應(yīng)用的機(jī)械材料種類來看，由原來的鑄鐵結(jié)構(gòu)發(fā)展到低碳鋼焊接結(jié)構(gòu)及花崗石導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)。有的大型汽車測(cè)量（立柱工作臺(tái)或地軌式測(cè)量機(jī)）采用了鋁制構(gòu)件作為精密導(dǎo)軌。為了減輕自身重量，有些重要零件還用用了碳素纖維及陶瓷材料。以下是坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主機(jī)的各種結(jié)構(gòu)。第19頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第20頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第21頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第22頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第23頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第24頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三圖2.2PMM-C固定橋式測(cè)量機(jī)第25頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第26頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第27頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第28頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第29頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第30頁(yè)，講稿共36頁(yè)，2023年5月2日，星期三第31頁(yè)，講稿共36頁(yè)，