CIOTA2203三坐標測量機作業(yè)指導書

KONICAMINOLTARANGEKONICAMINOLTARANGE5掃描儀操作及保養(yǎng)規(guī)程技術中心HQ／WI－SY-11.41.目的1.1首先檢查儀器的各個部件（包括：主機、打印機、測量機、操作盒等）已按規(guī)定要求正確安裝和連接。檢查打印紙是否正確放入了打印機。1.2檢查三坐標的環(huán)境要求是否達到1.2.1溫度，檢定溫度為20±2℃，溫度變化＜0.5／h℃1.2.2濕度：室內相對濕度應控制在55%±75%之間。1.2.3振動：鑒于振動對精密測量的嚴重影響，測量機附近的振動符合。2.TU01操作盒使用2.1TU01是機動坐標測量機的操作控制單元，其中有四個鍵功能沒有設定。各應用鍵功能如下：2.1.1速度調節(jié)旋鈕：調節(jié)采點速度大小和程序執(zhí)行時速度快慢。2.1.2應急旋鈕:用于緊急停止，恢復時需旋轉彈起。2.1.3左右使能按鈕：所有操作必須在此鍵按下之后才能進行。2.3.4采點按鈕：按下時紅燈亮，測量機以低速運動進行采點。2.3.5碰撞恢復按鈕：用于碰撞后恢復測量機的運動。2.3.6微動按鈕：用于控制測頭以微米級低速移動。2.3.7定位按鈕：用于在自學習時采進定位點。2.3.8方向控制作桿：控制X、Y、Z三個方向的運動。其大小由扳動的角度決定。2.2使用注意事項：2.2.1掌握運動方向，避免誤操作，尤其是Z軸上下方向。Z軸的運動方向可用右手法則判斷：若四指握拳方向為Z軸運動控制旋扭方向，則大拇指豎起時的指向即為Z軸運動方向。2.2.2體會并掌握控制速度大小與扳動角度的關系，尤其注意Z軸向下運動較快，避免測頭及Z軸碰撞。2.2.3機器停止運動時，注意將采點狀態(tài)開關打開，防止發(fā)生不必要的危險。2.2.4碰撞后恢復時，扳動角度一定要小，以免出乎意料的相反方向碰撞。3.測頭管理3.1PH9自動標定和校正3.1.1功能簡介：PH9是PH9/PH10系列測頭自動標定和校正程序。3.1.2操作步驟：物理找正PH9/10測頭：3.1.3程序運行所需外界參數如下：3.1.3.1測量速度百分比一般設置為50；3.1.3.2標定標準球標準球未移動時，并且測頭未改變，可以N；3.1.3.3標準球直徑見標準球標稱值；3.1.3.4測尖直徑測尖標稱值；3.1.3.5PH9偏置實際的從PH9/10旋轉中心到測尖中心距離（正）；3.1.3.6在球極采一點3.1.3.7測頭姿態(tài)參數來自文件F；3.1.3.8文件名該文件必須儲存在C:WTUTOR＼DATA目錄下，其格式：00290039090490180590－903.1.43.1.4.1運行該程序前必須對測頭進行必要的物理找正，保證測頭信號與測量機X軸基本一致；3.1.4.2PH9/PH10旋轉到（90，0）位置時，與機床坐標系X軸偏差不超過1mm；3.1.4.3找正方法是：在Y軸不移動的情況下，（90，0）與（90，180）測尖在Y方向物理相差不超過1mm；3.1.4.4采樣第一點時，測量盡可能靠近極點；3.1.4.5測頭姿態(tài)文件最后一行必須為有效的測頭姿態(tài)，不能回車；3.1.4.6測頭參考系文件自動儲存在C：\WTUTOR\DATA\quail.tip，refsys.ref.4.坐標系管理4.1建立坐標系從立體幾何的概念，要建立一個空間坐標系，需要知道原點位置及三個坐標軸的方向。由此看來，需要有六個坐標要素。而實際上我們采用的直角坐標系，其中第三軸可以用右手定則確定，因此，只要有五個要素，即兩個坐標軸和原點的坐標（X，Y，Z）即可完全建立一個坐標系。由此看來，建立坐標系的過程，實質上是舊坐標系下坐標軸的旋轉和原點的平移過程。測量機本身在初始化的時候已經建立了一個機床坐標系，在以后的測量中會經常用到，這就是“0”號坐標系。其原點設置在機床零位，三個坐標軸分別平等于X，Y，Z光柵。因此在“0建立坐標系的屏幕包括15項內容，其中第一行四個，第二行四個，和第三行的坐標旋轉共九個過程，稱作宏過程。第三行的后三個稱作自由過程。最后是三個輔助操作：存儲，調用，刪除。4.2坐標系的旋轉坐標旋轉宏過程為了實現(xiàn)坐標軸的空間旋轉。旋轉分為依角度旋轉和依偏移量旋轉，分別介紹如下：角度旋轉：輸入角度數值，逆時針方向為正，順時針方向為負，即可實現(xiàn)第一軸固定情形下的旋轉。偏移量旋轉：輸入兩個坐標分量，也可以實現(xiàn)固定軸下的旋轉。其旋轉方法如下（假設固定Z軸）：旋轉角度：A=arctg|y/x|旋轉方向：y／x＞0時為逆時針，反之為順時針。4.3自由過程自由過程的寄存器直接選取元素來建坐標系是相當靈活的過程，非常實用，三個自由過程分別是：建第一軸建第二軸建原點。第一軸的建立過程是：通過寄存器選定元素，再選定坐標軸方向即可。注意指定的坐標系號，否則將覆蓋原有的坐標系。第二軸的建立和第一軸相似，只是先要確定固定軸（即第一軸）。一定是原點的建立可以選取一些點級元素，如圓心，槽心等?？梢杂盟x元素原點，也可以作一定的偏移，例如作為X=0，Y=10,Z=10.5.元素測量、構造及存貯器的管理5.1基本元素測量基本元素測量是使用測量機的一個基礎，必須牢固掌握。其中的難點在于：A點、線的測量及補償。b三階平面的測量。5.1.1點的測量測點一般用于建坐標系，或測量沿某個軸線方向的長度。其點位所處的平面一般垂直于某一個坐標軸。手動采點后的補償方向一般是沿著與采點方向最接近的坐標軸的方向進行的。這是隱含的補償方向，當我們沒有給定補償方向的時候，機器自動采用這種方法補償。當點位處于不垂直坐標軸方向的斜平面上或曲面上時，要得到點的位置，就要用補償向量。補償向量是測量點法矢量的反向量。這種補償方法就是資料里講的should方式。因此要準確知道一個點的位置，其位置上的法矢必須先知道。機器對點的補償在不同的情況下是不同的。之所以必須進行補償才能得到點的準確坐標，是因為測頭都有半徑數值。實際上我們測量得到的坐標為：X=x0+R×cxY=y0+R×cyZ=z0+R×cz其中x0、y0、z0為測尖的球心坐標，R為測尖的動態(tài)半徑，cx、cy、cz為補償方向分量。如何給采樣補償向量：a首先給出測量點的法矢量。b在Compens.Vector下拉列表框中先set項；c在彈出Compens.Vector窗口填入測量點法矢量的反向量值。單擊OK鍵。關于點的測量的補償，應該明確：如果未設定補償量，而2.測量方向與某一坐標3.軸平行，4.則只有沿采樣方向的坐標5.能夠得以正確補償。這是隱含補償方向，6.機器自動判斷并補償。如沿著+X方向測量，7.則補償向量為{1，8.0，9.0}。10.如果給出補償向量，則點的三個坐標12.都得到正確補償。當然這種情況臺肩是傾斜的.13.自動執(zhí)行程序時，14.如果未給出補償向量，15則是按定位點到測量點的連線方向進行補償，16.這樣經常導致測量結果有0.1～0.3mm誤差。所以自動測量點的坐標17.時，18更應注意給定補償向量。5.1.2線的測量測線一般用于建坐標軸。在測量直線時有兩種補償方法。一般情況下用投影面進行補償。在測量屏幕上選出測量線所在的平面，如XY平面等，測量之后系統(tǒng)會沿著平面法線方向進行補償。這種方法稱作選投影面法（selpl），主要用于垂直坐標軸的平面內的線的補償。補償方法是與所選投影平面平行且與直線本身垂直的方向，并與最后一個采樣點的接近方向一致。當線處于斜平面內的時候，其補償要用補償向量（should模式）。補償向量的方向是平面法矢的反矢量。要補償一條線，其斜面法矢必須預先設定。5.1.3與坐標軸有關元素的測量在測量圓、橢圓、圓槽、方槽時，由于這些元素屬于平面元素，其測量必須在其投影平面內進行才能得到正確尺寸。其測量結果CX、CY、CZ是沿軸線的，尺寸計算也是沿著垂直軸線方向進行的。如果軸線與其投影面法線偏斜，必然導致形狀誤差加大，測量結果不準確。所以，測量這些元素要首先確定第一軸，其方向垂直于元素的投影面。測量三階平面時，要輸入距離，其正負判斷方法為：點到平面的方向與測量方向一致時為正，反之為負。5.3其他元素的測量除了點、線、圓、橢圓、圓槽、方槽之外的其他元素都是空間基本幾何元素，在測量時不必人為地去考慮補償方向的問題，系統(tǒng)在計算其相關幾何參數時將自動補償。5.4構造及其幾何構造概念的區(qū)別TUTOR里的構造（CONSTRUCTION），主要是想完成一些間接測量即沒有辦法進行直接測量的元素，這主要是依靠計算機。這里講的構造，都是以點級元素進行的，這些點分布在所構造元素的表面上，如同測量里的測量點一樣，這一點必須明確。TUTOR的構造和幾何構造是截然不同的兩個概念。比如說我們要構造一個平面，至少選擇該平面內的三個點來進行，而不能象幾何上的那樣，由一點一線，相交兩線來構造平面。5.5寄存器管理在存貯器的管理項里主要包括存貯器的保存、調用、元素的新建、修改、刪除、復制、注釋以及多窗口顯示?？梢詫⒋尜A器里的元素以文件的格式保存在磁盤上，當再次調用時存貯器的狀態(tài)可以回到保存前的狀態(tài)，一般情況下和測頭、坐標系的保存、調用一起使用。6.元素的相關關系及輸出設置6.1相關關系元素的關系包括：距離、相交、中間元素、投影、角度五個部分。距離：共有8個宏過程，列出了求距離的多種情形。其過程引導測量，然后自動求出結果。其中距離有二維，三維差別，二維是在所選投影面內求出的，三維是空間的。二維有點-點，點-線距離。二維測量時注意選擇投影面。相交：共有14個宏過程，含義一目了然。最后三個線-線相交，寓意是分別求在XY、YZ、ZX三個面內的交點及交角。求相交關系時，如果元素未相交，一般計算相距最近的兩相點，分別存儲在WM1，WM2中，如果是線性元素未相交，則是求出線上相距最近的兩相點的中間點。中間元素：共有6個宏過程，主要是求對稱點，對稱線，對稱面。其過程為點-點，線-線，面-面，點-線和點-面中間，線-面投影的中間線。投影：主要有三個過程，即點線、點面、線面投影。角度：其宏過程有9個。角度關系是在自動進行相交或投影之后得到的交點及交角。四個線線過程，即空間和交角計算處于XY、YZ、ZX、平面時的情形。另四個是線面，面面及用圓柱軸線代替直線時的線線，線面交點及交角，最后一個是兩對圓心連線交點及交角。在宏過程執(zhí)行