三坐標(biāo)測量儀培訓(xùn)手冊

1、第一節(jié)課學(xué)前知識一三坐標(biāo)概況1. 三坐標(biāo)組成三坐標(biāo)主要由以下幾部分組成：測量機主機，控制系統(tǒng)，計算機（測量軟件），測座、測頭系統(tǒng)。2. 測量機主機這是測量機的基本硬件，有多種結(jié)構(gòu)形式：移動橋式：活動橋式測量機是使用最為廣泛的一種機構(gòu)形式。特點是開敞性比較好，視野開闊，上下零件方便。運動速度快，精度比較高。有小型、中型、大型幾種形式。固定橋式：固定橋式測量機由于橋架固定，剛性好，動臺中心驅(qū)動、中心光柵阿貝誤差小，以上特點使這種結(jié)構(gòu)的測量機精度非常高，是高精度和超高精度的測量機的首選結(jié)構(gòu)。高架橋式：高架橋式測量機適合于大型和超大型測量機，適合于航空、航天、造船行業(yè)的大型零件或大型模具的測量。一般都

2、采用雙光柵、雙驅(qū)動等技術(shù)，提高精度。水平臂式：水平臂式測量機開敞性好，測量范圍大，可以由兩臺機器共同組成雙臂測量機，尤其適合汽車工業(yè)鈑金件的測量。關(guān)節(jié)臂式：關(guān)節(jié)臂式測量機具有非常好的靈活性，適合攜帶到現(xiàn)場進行測量，對環(huán)境條件要求比較低。各種結(jié)構(gòu)三坐標(biāo)“圖”以活動橋式測量機為例，介紹三坐標(biāo)主要組成及功能：工作臺（一般采用花崗石），用于擺放零件支撐橋架；工作臺放置零件時，一般要根據(jù)零件的形狀和檢測要求，選擇適合的夾具或支撐。要求零件固定要可靠，不使零件受外力變形或其位置發(fā)生變化。大零件可在工作臺上墊等高塊，小零件可以放 在固定在工作臺上的方箱上固定后測量。橋架，支撐Z 滑架，形成互相垂直的三軸；橋

3、架是測量機的重要組成部分，由主、附腿和橫梁、滑架等組成。橋架的驅(qū)動部分和光柵基本都在主腿一側(cè)，附腿主要起輔助支撐的作用。由于這個原因，一般橋式測量機的橫梁長度不超過2.5 米，超過這個長度就要使用雙光柵等措施對附腿滯后的誤差進行補償，或采用其他機構(gòu)形式?；?，使橫梁與有平衡裝置的Z 軸連接；滑架連接橫梁和Z 軸，其上有兩軸的全部氣浮塊和光柵的讀數(shù)頭、分氣座。氣浮塊和讀數(shù)頭的調(diào)整比較復(fù)雜，直接影響測量機精度，不允許調(diào)整。導(dǎo)軌，具有精度要求的運動導(dǎo)向軌道，是基準(zhǔn)；導(dǎo)軌是氣浮塊運動的軌道，是測量機的基準(zhǔn)之一。壓縮空氣中的油和水及空氣中的灰塵會污染導(dǎo)軌，造成導(dǎo)軌道直線度誤差變大，使測量機的系統(tǒng)誤差增大

4、，影響測量精度。要保持導(dǎo)軌道完好，避免對導(dǎo)軌磕碰，定期清潔導(dǎo)軌。光柵系統(tǒng)（光柵、讀數(shù)頭、零位片），是基準(zhǔn)；光柵系統(tǒng)是測量機的測長基準(zhǔn)。光柵是刻有細(xì)密等距離刻線的金屬或玻璃，讀數(shù)頭使用光學(xué)的方法讀取這些刻線計算長度。為了便于計算由于溫度變化造成光柵長度變化帶來的誤差，采用光柵一端固定，另一端放開，使其自由伸縮。另外在光柵尺座預(yù)置有溫度傳感器，便于有溫度補償功能的系統(tǒng)進行自動溫度補償。零位片的作用是使測量機找到機器零點。機器零點是機器坐標(biāo)系的原點，是測量機誤差補償和測量機行程終控制的基準(zhǔn)。驅(qū)動系統(tǒng)（伺服電機、傳動帶）；驅(qū)動系統(tǒng)由直流伺服電機、減速器、傳動帶、帶輪等組成。驅(qū)動系統(tǒng)的狀態(tài)會影響控制系統(tǒng)

5、的參數(shù)，不能隨便調(diào)整?？諝廨S承氣路系統(tǒng)（過濾器、開關(guān)、傳感器、氣浮塊、氣管）；空氣軸承（又稱氣浮塊）是測量機的重要部件，主要功能是保持測量機的各運動軸相互無摩擦，由于氣浮塊的浮起高度有限而且氣孔很小，要求壓縮空氣壓力穩(wěn)定且其中不能含有雜質(zhì)、油，也不能有水。過濾器系統(tǒng)是氣路中的最后一道關(guān)卡，由于其過濾精度高，非常容易被壓縮空氣中的油污染，所以一定要有前置過濾裝置和管道進行前置過濾處理。氣路中連接的空氣開關(guān)和空氣傳感器都具有保護功能，不能隨便調(diào)整。支承（架）、隨動帶。小型測量機采用支架支撐測量機工作臺，中、大型測量機一般采用千斤頂支撐工作臺。都采用三點支撐，在一個支撐的一側(cè)，有兩個附助支撐，只起保

6、險作用。每個支撐都有一個海綿墊，能夠吸收振幅較小的震動，如果三坐標(biāo)內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖3. 控制系統(tǒng)這是測量機的控制中樞，主要功能：控制、驅(qū)動測量機的運動，三軸同步、速度、加速度控制；操縱盒或計算機指令通過系統(tǒng)控制單元，按照設(shè)置好的速度、加速度，驅(qū)動三軸直流伺服電機轉(zhuǎn)動，并通過光柵和電機的反饋電路對運行速度和電機的轉(zhuǎn)速進行控制，使三軸同步平穩(wěn)的按指定軌跡運動。運動軌跡有飛行測量、點定位兩種方式，飛行方式測量效率高，運動時停頓少。點定位方式適合指定截面或指定位置的測量。可以通過語句進行設(shè)置。在進入計算機指令指定的觸測的探測距離時，控制單元會控制測量機由位置運動速度轉(zhuǎn)換到探測速度，使測頭慢速接近被測零件

7、。在有觸發(fā)信號時采集數(shù)據(jù)，對光柵讀數(shù)進行處理；當(dāng)通過操縱盒或計算機指令控制運動的測量機測頭傳感器與被測零件接觸時，測頭傳感器（簡稱 “測頭”）就會發(fā)出被觸發(fā)的信號。信號傳送到控制單元后，立即令測量機停止運動（測頭保護功能），同時鎖存此刻的三軸光柵讀數(shù)。這就是測量機測量的一個點的坐標(biāo)。根據(jù)補償文件，對測量機進行21 項誤差補償；測量機在制造組裝完成后，都要使用激光干涉儀和其它檢測工具對21 項系統(tǒng)誤差（各軸的兩個直線度、兩個角擺誤差、自轉(zhuǎn)誤差、位置度誤差，三軸之間的兩個垂直度誤差，共 21 項） 進行 檢測，生成誤差補償文件，將這些誤差用軟件進行補償，以保證測量機精度符合合同的要求。測頭觸發(fā)后鎖

8、存的每一個點坐標(biāo)都要經(jīng)過誤差計算、補償后再傳送給計算機軟件。采集溫度數(shù)據(jù)，進行溫度補償；有溫度補償功能的測量機，可以根據(jù)設(shè)定的方式自動采取各軸光柵和被測零件的溫度，對于測量機和零件溫度由于偏離20 帶來的長度誤差進行補償，以保持高精度。對測量機工作狀態(tài)進行監(jiān)測（行程控制、氣壓、速度、讀數(shù)、測頭等），采取保護措施；控制系統(tǒng)內(nèi)部設(shè)有故障診斷功能，對測量機正常工作及安全有影響的部位進行檢測，當(dāng)發(fā)現(xiàn)這些有異?，F(xiàn)象時，系統(tǒng)就會采取保護措施（停機，斷驅(qū)動電源），同時發(fā)出信息通知操作人員。對掃描測頭的數(shù)據(jù)進行處理，并控制掃描:配備有掃描功能的測量機，由于掃描測頭采集的數(shù)據(jù)量非常大，必須有專用的掃描數(shù)據(jù)處理單

9、元進行處理，并控制測量機按照零件表面形狀，保持掃描接觸的方式運動。與計算機進行各種信息交流。雖然控制系統(tǒng)本身就是一臺計算機，但是沒有與外界交互動介面，其內(nèi)部的數(shù)據(jù)都要通過與上位計算機的通訊進行輸入和設(shè)置?？乜刂乒?，控制器圖4. 計算機（測量軟件）計算機（又稱上位機）是數(shù)據(jù)處理中心，主要功能：對控制系統(tǒng)進行參數(shù)設(shè)置；上位計算機通過“超級終端”方式，與控制系統(tǒng)進用專用軟件對系統(tǒng)進行調(diào)試和檢測。進行測頭定義和測頭校正，及測針半徑補償: 不同的測頭配置和不同的測頭角頭位置測量的結(jié)果都能夠頭配置和測測點的坐標(biāo)都轉(zhuǎn)換到“基準(zhǔn)”測頭位置上。建立坐標(biāo)系（零件找正）為測量的需要，測量軟件以零件的基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系統(tǒng)

10、，需要，進行平移和旋轉(zhuǎn)。為方便測量，可以建對測量數(shù)據(jù)進行計算和統(tǒng)計、處理；測量軟件可以根據(jù)需要進行各種投影、公差進行計算、評價，對各測輪、曲線、曲面編程并將運動位置和觸測控制通知控制系統(tǒng)；測量軟件可以根據(jù)用戶需要，采行自動和高精度的測量輸出測 在作員可以 照自己需 的格式設(shè)并生檢測報告?zhèn)鬏敎y數(shù)據(jù)到指網(wǎng)路或計通過 計機可以進行數(shù)據(jù)、程序的輸入和輸出。軟件界面圖5. 測座、測頭系統(tǒng)測座、測頭系統(tǒng)是數(shù)據(jù)采集的傳感器系統(tǒng)，主要功能：測頭傳感器在探針接觸被測點時發(fā)出觸發(fā)信號:測頭部分是測量機的重要部件，測頭根據(jù)其功能有：觸發(fā)式、掃描式、非接觸式（激光、光學(xué)）等。觸發(fā)式測頭是使用最多的一種測頭，其工作原理

11、是一個開關(guān)式傳感器。當(dāng)測針與零件產(chǎn)生接觸而產(chǎn)生角度變化時，發(fā)出一個開關(guān)信號。這個信號傳送到控制系統(tǒng)后，控制系統(tǒng)對此刻的光柵計數(shù)器中的數(shù)據(jù)鎖存，經(jīng)處理后傳送給測量軟件，表示測量了一個點。掃描式測頭有兩種工作模式：一種是觸發(fā)式模式，一種是掃描式模式。掃描測頭本身具有三個相互垂直的距離傳感器，可以感覺到與零件接觸的程度和矢量方向，這些數(shù)據(jù)作為測量機的控制分量，控制測量機的運動軌跡。掃描測頭在與零件表面接觸、運動過程中定時發(fā)出信號，采集光柵數(shù)據(jù)，并可以根據(jù)設(shè)置的原則過濾粗大誤差，稱為“掃描”。掃描測頭也可以觸發(fā)方式工作， 這種方式是高精度的方式，與觸發(fā)式測頭的工作原理不同的是它采用回退觸發(fā)方式。測頭控

12、制器（PI200、 PI7）控制測頭工作方式轉(zhuǎn)換（TP200、 TP7）；TP200、TP7 測頭是高精度測頭，它們的特點是靈敏度高，可以接比較長的測針。但是靈敏度高會造成測量機高速運動時出現(xiàn)誤觸發(fā)。測頭控制器控制測頭在測量機高速運動時處于高阻（不靈敏）狀態(tài)，觸發(fā)時進入靈敏狀態(tài)度轉(zhuǎn)換。在手動方式時一般都是以操縱盒的“速度控制鍵”進行控制狀態(tài)轉(zhuǎn)換，即低速運動時是測頭的靈敏狀態(tài)。測座控制器根據(jù)命令控制測座旋轉(zhuǎn)到指定角度。測座控制器可以用命令或程序控制并驅(qū)動自動測座的旋轉(zhuǎn)到指定位置。手動的測座只能由人工手動方式旋轉(zhuǎn)測座。測頭（針）更換架可以在程序運行中，自動更換測頭（針），避免程序中的人工干預(yù)，提高

13、測量效率。各系列測頭座，測頭，加長桿，測針圖1. 運動原理運動部件是通過氣浮與花崗巖導(dǎo)軌之間形成一層氣膜來實現(xiàn)運動部件懸浮，再第 74 頁 共 45 頁2. 測量原理一把尺子，當(dāng)規(guī)定了其正方向和原點，則這把尺子就相當(dāng)于一個數(shù)軸；假如 兩把尺子相互垂直放置，規(guī)定了兩把尺子的正方向，并且交點為原點，這樣就形成 一個平面直角坐標(biāo)系；同樣，三把尺子相互垂直放置，規(guī)定了三把尺子的正方向， 并且規(guī)定三把尺子交點為原點，這樣就形成一個空間直角坐標(biāo)系。三坐標(biāo)三軸導(dǎo)軌上都貼有高精度光柵尺，運動部件上裝有讀取光柵信號的裝置 叫讀數(shù)頭，讀數(shù)頭與光柵尺的相對運動產(chǎn)生坐標(biāo)變化，當(dāng)規(guī)定了三軸光柵尺零位后， 讀數(shù)頭就讀取的

14、是當(dāng)前機器坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值，讀數(shù)頭再把數(shù)據(jù)通過控制系統(tǒng)傳遞 到電腦、軟件。這樣我們就在軟件上看到的當(dāng)前坐標(biāo)值。3. 計數(shù)原理光柵尺、讀數(shù)頭“圖”1、 在 坐 標(biāo) 空 間 中 ， 可 以 用 坐 標(biāo) 來 描 述 每 一 個 點 的 位 置2、 多個點可以用數(shù)學(xué)的方法擬合成幾何元素，如：面、線、圓、圓柱、圓錐等。3、 利用幾何元素的特征，如：圓的直徑、圓心點、面的法矢、圓柱的軸線、圓錐頂點等可以計算這些幾何元素之間的距離和位置關(guān)系、進行形位公差的評價。4、 將復(fù)雜的數(shù)學(xué)公式編寫成程序軟件，利用軟件可以進行特殊零件的檢測。齒輪、葉片、曲線曲面、數(shù)據(jù)統(tǒng)計等。5、 主要算法是最小二乘法。三、 氣源系統(tǒng)1

15、. 氣路走向2. 氣源系統(tǒng)控制原理3. 注意事項急停開關(guān)MCU lite-2速度旋鈕測頭中斷指示燈快慢速選鍵測頭中斷按鍵三軸鎖定按鍵插入GOTO指令鍵測頭角度控制鍵刪除測點鍵遙控桿元素自動識別確認(rèn)鍵五 三坐標(biāo)維護及開關(guān)機步驟一 、開機前維護1、打開室內(nèi)空調(diào)，調(diào)整溫度到20 2。2、檢查空壓機機油油位是否正常。3、放掉油水（或氣水）分離器內(nèi)的水。4、檢查電路、氣路，保證滿足使用要求。5、清理導(dǎo)軌上障礙物，用脫脂棉沾取120#汽油擦拭導(dǎo)軌，在擦拭導(dǎo)軌過程中要向一個方向擦拭，不能來回擦拭，也不能擦到光柵尺上。二 開機步驟：1. 打開氣源，工作壓力大于0.60Mpa2. 接通系統(tǒng)總電源、打開控制柜電源

16、（旋轉(zhuǎn)到“ON”位置）3. 打開電腦4. 打開急停開關(guān)（順時針旋轉(zhuǎn)），打開控制柜和手操器上急停開關(guān)。5. 打開UCCservice、打開RationalDMIS 。6. 機器回零（速度旋鈕不能太?。┤?關(guān)機步驟1. 用手控器移到機器到安全位置（三軸離零位100mm）2. 把測座旋轉(zhuǎn)到A90 B180 的安全位置3. 按下操縱盒或控制柜上的急停按鈕4. 保存數(shù)據(jù)，退出RationalDMIS、 UCCservice 測量軟件5. 關(guān)閉電腦6. 斷開控制柜總電源、關(guān)閉設(shè)備總氣源開關(guān)7. 關(guān)閉空氣壓縮機電源月維護、季度維護、年維護請參考機器保養(yǎng)制度。六 . 客戶基礎(chǔ)知識摸底1. 電腦操作2. 機械知

17、識（識圖能力），計量知識（形為公差及誤差分析）3. 立體幾何、立體解析幾何4. 計算機語言第二節(jié)課測頭校正一、測頭校正的目的1. 校正各測針的位置關(guān)系。需圖示講解2. 校正當(dāng)前環(huán)境下測針的半徑。需圖示講解二、測針的旋轉(zhuǎn)方向A角：上下旋轉(zhuǎn)（MH20I,MH8等 A角范圍0 - 90 ;PH10T,PH10M等 A角范圍0 -105）B角：圍繞Z軸旋轉(zhuǎn)（左負(fù)右正旋轉(zhuǎn)）（-180、+180）。MH20I,MH8等 A、 B分度角15為一刻度。PH10T,PH10M等 A、 B分度角7.5 為一刻度。三、測頭構(gòu)建測頭構(gòu)建示圖（以MH20I為例）測頭構(gòu)建示圖（以PH10T為例）3. 測針命名：測針：M2

18、 20 4螺紋長度紅寶石直徑測針加長桿：M2 30 3 TO M2螺紋長度直徑 螺紋1 標(biāo)準(zhǔn)球支撐桿直徑10- 12（ mm）標(biāo)準(zhǔn)球直徑19- 25.00標(biāo)準(zhǔn)球的坐姿為豎直放置根據(jù)實際情況定更新校驗規(guī)，校驗規(guī)取名，輸入直徑標(biāo)準(zhǔn)球手動測 5 點，“ ”接受，再跟據(jù)實際修改支撐桿直徑。2. 根據(jù)實際需求添加針位，在測針界面拖拽所要校正的針位名稱到校驗規(guī)，開始 “繼續(xù)”。3. 校正測針時應(yīng)注意哪些問題： 根據(jù)待測位置擺放工件的情況和精度要求，選擇合理的測針。 保證測針和各接合點緊固和清潔干凈。 確保相關(guān)配置參數(shù)正確。 根據(jù)測量的需要，確定測針的針位方向。 校正后，觀察形狀誤差和測針半徑是否正常。第三

19、節(jié)課基本幾何元素測量一矢量的概念矢量是測量機應(yīng)用中的一個非常重要的概念，要牢固掌握。矢量是物理學(xué)和數(shù)學(xué)中一個表示力、速度等等一個概念。在測量機的應(yīng)用中主要使用它在表示方向上的意義。幾何矢量：在空間有一定長度和一定方向的線段。簡稱“矢量”。單位矢量：長度為一個單位長的矢量叫“單位矢量”。測量機中使用的矢量都是單位矢量。矢量在坐標(biāo)軸上的投影，稱為矢量在坐標(biāo)軸上的分解，又稱為矢量的坐標(biāo)。通過矢量的坐標(biāo)，可以知道矢量的空間方向。矢量的用途，觸測（回退）方向、面的法矢、線的方向矢量、圓柱軸線的方向矢量、圓錐的軸線矢量二測量軟件如何描述幾何元素（元素的特征）1、面，均值點、法向矢量。2、線，均值點、方向矢

20、量、工作平面（投影面）。3、圓，圓心、直徑（半徑）、工作平面（投影平面）。4、圓柱，均值點（軸線上）、直徑（半徑）、軸線方向矢量。5、圓錐，錐頂點、錐角（半角）、錐的軸線矢量。球，球心、直徑（半徑）。圓、圓柱、圓錐、球有內(nèi)、外之分三元素的測量方法、結(jié)果定義和補償方向1、點a.X、 Y、 Z表示該點在當(dāng)前坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值；i ， j ， k 表示矢量方向。測針半徑補償方法：如右圖b. 手動采點時，因為采點方向無法控制， 所以規(guī)定探測方向與那一坐標(biāo)軸夾角最小就延該軸方向補償測針半徑。（斜面上采點要選取工作平面）c. 自動采點時，根據(jù)給定的矢量方向補償。2、直線a. 測點數(shù)：大于等于2 個點X、 Y

21、、 Z：表示該直線中點在當(dāng)前坐標(biāo)系下坐標(biāo)值。i 、 j 、 k：表示該直線的矢量方向（與X、 Y、 Z的夾角的cos 值。b. 直線的正方向：是起點指向終點。c. 測針半徑補償方法：探測方向與球心連線所確定一平面， 在該平面內(nèi)沿垂直于球心連線的方向補償半徑。d. 注意： 探測方向與理論補償方向的夾角不能大于45。e. 計算方法：當(dāng)測的點數(shù)大于2 時，先針對觸發(fā)最小二乘法或最小條件法擬合直線，再延垂直該直線的方向補償半徑。3、平面a. 測點數(shù)：4個點（在平面最大的范圍內(nèi)均勻取點）X、 Y、 Z：表示平面中心點的坐標(biāo)值。i 、 j 、 k：表示平面的法線與X、 Y、 Z的夾角的COS值。Form：

22、表示平面度誤差。b. 平面的正方向：是向?qū)嶓w的外部為正。c. 測針半徑補償方法：用觸發(fā)瞬間測針球心擬合一平面，沿垂直于平面的方向補償半徑。d. 當(dāng)測的點數(shù)大于3 時，先針對觸發(fā)瞬間紅寶石球心采用最小二乘法或最小條件法擬合平面，再延垂直該平面的方向補償半徑。四、球a. 測點數(shù)：5 個點（在球面最大的范圍內(nèi)取點）X、 Y、 Z：表示球心在當(dāng)前坐標(biāo)系下的坐標(biāo)值。D：表示球的直徑。Form：表示球的圓度誤差。b. 當(dāng)測的點數(shù)大于4 時， 先針對觸發(fā)瞬間紅寶石球心采用最小二乘法擬合球，補償半徑。五、圓柱測量方法：每個截面上測4 個點，截面數(shù)2 個截面。X、 Y、 Z：表示第中心截面圓心坐標(biāo)值。i 、 j

23、 、 k：表示圓柱的軸線與X、 Y、 Z的夾角的COS值。直徑：表示圓柱的直徑。距離：表示所測圓柱最大截面跨距。Form：表示圓柱度的誤差。圓柱的正方向：從第一截面圓指向最后一截面圓。六、圓錐測量方法：與圓柱相同。X、 Y、 Z：表示錐頂點的坐標(biāo)值。i 、 j 、 k： 表示圓柱的軸線與X、 Y、 Z 的夾角的COS值。角度：表示圓錐的錐角。距離：表示所測圓錐最大截面跨距。Form：表示圓錐度的形狀誤差。圓錐的正方向：遠(yuǎn)離是實體（外錐正方向從大圓指向頂點，內(nèi)錐正方向從頂點指向大圓）七、圓測量方法：（在圓周最大范圍內(nèi)均勻采點）1. 直接測量。（缺點是圓要擺正）2. 在圓的表面上取點，以平面為矢量

24、取圓的4 個點。先測矢量（垂直于圓柱軸線的基準(zhǔn)）平面，再在圓周上4 個點作圓。（在作圓時，把該平面拖放到“最靠近的CRD平面”，接受。）3. 先測基準(zhǔn)并找正，再在圓周上取4個點作圓。4. 向量創(chuàng)建測量：先在端面按設(shè)定點數(shù)測點，再在圓周上均勻測4 個點作圓。（ 也叫最小外接圓即外圓做做元的計算方法：最小二乘法（常規(guī)計算方法）；最大空圓法（也叫最大內(nèi)貼圓即內(nèi)圓做位置度最大實體原則計算時用MM）；最小覆蓋圓C位置度最大實體原則計算時用LMC）X、 Y、 Z：表示圓心的坐標(biāo)值。D：表示圓的直徑。Form：表示圓度的誤差。八、圓弧測量方法：與圓相同X、 Y、 Z：表示圓心的坐標(biāo)值。R：表示圓弧半徑。A:

25、 表示所測圓弧圓角度。Form：表示圓度的誤差。測 點 數(shù)： ? 的圓弧 5 個點以上 ? 的圓弧 10 個點以上 ? 的圓弧 20 個點以上 ? 的圓弧測不準(zhǔn)九、橢圓測量方法：與圓相同測 點 數(shù) ; 6 個點X、 Y、 Z：表示橢圓的坐標(biāo)值L：表示橢圓的長軸W ：表示橢圓的短軸I1,J1,K1 ：表示橢圓的長軸的方向。十、方槽 測量方法：如右圖所示X、 Y、 Z：表示方槽中心點的坐標(biāo)值L、 W：表示方槽的長和寬 I1,J1,K1 ：表示方槽的長邊的方向。十一、圓槽1. “ 2圓圓鍵槽”測量方法：如右圖所示2. “圓槽”測量方法： 如右圖所示3.X、 Y、 Z：表示圓槽 中心點的坐標(biāo)值L、 W

26、：分別表示圓槽的長和寬I1,J1,K1 ：表示圓槽的長邊的方十二、圓環(huán)測量方法：如右圖所示X、 Y、 Z：表示圓環(huán)的中心坐標(biāo)值R：表示分度圓的半徑（如右圖R）r ：表示截面圓半徑（如右圖r ）總結(jié) ：點、圓、圓弧、橢圓、球、 方槽、圓槽定義為點元素。直線、圓柱、圓錐定義為線元素（包含構(gòu)造線元素）。十三、未知曲線掃描十四、位置曲面掃面先測起始點、再測方向點，測終止點，最后測邊界點。再把測正移動到起始點附近- 掃描。第四節(jié)課構(gòu)造元素的測量一、 分中1. 點元素與點元素求對稱結(jié)果為：兩點連線線段中心點坐標(biāo)值或過中點并垂直于兩點連線的平面。2. 線元素與線元素求對稱結(jié)果為：點、線、面；通常我們需要過兩

27、條直線公垂線段中心的角平分線。其他結(jié)果根據(jù)情況而定。3. 平面與平面求對稱結(jié)果為：兩個平面的角平分面。其他情況視情況而定。4. 分中結(jié)果種類很多，以上為常見情況，特殊情況請參考軟件說明書。二、 平行1. 過直線（線元素）外一點（點元素）作該線的平行線。2. 過平面外一點（點元素）作該面的平行平面。相交1. 線（軸線）與線（軸線）相交 結(jié)果為：兩條直線公垂線段中點的坐標(biāo)值。2. 直線與圓球相交結(jié)果為：把直線投影到與圓所在的平面內(nèi)，再與圓求相交。3. 直線與圓柱相交分為直線與表面相交，直線與軸線相交。4. 圓與圓相交兩個圓必須在同一平面內(nèi)，相交的結(jié)果為兩個點（如下圖）：5. 平面與圓柱相交 平面和

28、圓柱的軸線相交：結(jié)果為點。 平面和圓柱的表面相交結(jié)果為過圓柱軸線與平面交點處的圓柱上的圓（要求是平面的垂直線與圓柱的夾角小于 1 ，自動調(diào)整為圓。）否則為曲線。6. 圓柱（圓錐）與圓柱（圓錐）相交分為： 軸線與軸線相交 軸線與表面相交 表面與軸線相交 表面與表面相交：結(jié)果為曲線。四、垂線1. 過直線（線元素）外一點（點元素）作該線的平行垂直線。2. 過平面外一點（點元素）作該面的垂直平面。 五、相切 通過點元素（簡化為點的元素、簡化為線的元素、圓元素、測量點），相貼與相貼 元素（可簡化為線元素、平面元素、圓元素、圓柱元素），可得到直線元素、平面 元素。 例如下圖：過圓外一點有兩條線與該圓相切。

29、所有可能情況下面一一介紹：A 可能的構(gòu)造結(jié)果元素有: 點元素, 、直線元素、圓元素, 、圓弧元素,、橢圓元素。B 投影構(gòu)造元素可以是:點元素、邊界點元素、直線元素、圓元素、圓弧元素、橢圓元素、鍵槽元素。關(guān)于測量點:用戶可以從元素屬性頁中拖放測量點條目到構(gòu)造窗口中的元素輸入框,拖放后元素輸入框會變?yōu)槿缦聢D所示:， 其中圖標(biāo)表示當(dāng)前拖放的是測量點且是實際值,當(dāng)是理論值時圖標(biāo)為.輸入框中顯示的是測量點所在的元素的名稱,右邊的數(shù)字表示此 測 量 點 是 元 素 的 第 幾 個 測 量 點 . 通 過 測 量 點 構(gòu) 造 產(chǎn) 生 的 DMIS 語 句 如 下 :CONST/POINT,F(PROJPT1

30、),PROJPT,FA(CIR1)1C投影到構(gòu)造元素可以是:直線元素、平面元素、圓元素、圓弧元素、圓柱元素、圓錐元素、圓球元素、橢圓元素、鍵槽元素、曲線元素、曲面元素、工作平面。七、平移A 可能的構(gòu)造結(jié)果元素有: 點元素、邊界點元素、直線元素、平面元素、圓元素、圓弧元素、圓柱元素、圓錐元素、圓球元素、橢圓元素、鍵槽元素、曲線元素。B 移動構(gòu)造元素可以是:點元素、邊界點元素、直線元素、平面元素、圓元素、圓弧元素、圓柱元素、圓錐元素、圓球元素、橢圓元素、鍵槽元素、曲線元素。根據(jù)不同的移動方式和拖放的移動方式構(gòu)造元素 , 移動參數(shù)輸入窗口會自動顯示出不同的參數(shù)輸入窗口 .C.平移方式有以下三種如下圖

31、所示：1 . 以當(dāng)前坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)進行距離平移；2 .以當(dāng)前坐標(biāo)系為標(biāo)準(zhǔn)給定平移的矢量方向，輸入平移距離；3 .材料偏移：及元素縮放。八、擬合元素組合構(gòu)造。A 可能的構(gòu)造結(jié)果元素有: 直線元素、平面元素、圓元素、 圓柱元素、B 構(gòu)造元素可以是: 可以簡化為點的元素、曲線元素、測量點例如：下圖要求用四個小圓圓心組合一個大分度圓九、鏡像元素鏡像計算。指將點、線、面等元素關(guān)于某一元素做出它的鏡像元素。十、邊界要邊界構(gòu)造的元素可以是直線元素,平面元素,圓柱元素和圓錐元素.要邊界構(gòu)造的要構(gòu)造的元素分為：點元素與平面元素兩種。根據(jù)所需結(jié)果不同所需構(gòu)造元素數(shù)目也有不同。用一個點元素及圓元素構(gòu)造出一個圓錐元素。

32、構(gòu)造方式有直徑,距離 和頂點3 種 ,選擇不同的構(gòu)造方式,旁邊的參數(shù)輸入窗口會隨之變化.十二、極限只能構(gòu)造出點元素。極值選項有最小極值點和 最大極值點兩個選項.VEC方式時,給定向量輸入窗口用來輸入構(gòu)造需要的向量值十三、平移平面將平面進行指定距離平移，共有 3 個距離參數(shù)輸入窗口,用來指定相距3 個構(gòu)造元素的偏移距離D1,D2,D3.十四、元素變換1 . 轉(zhuǎn)換元素列表窗口接受從元素數(shù)據(jù)區(qū)或直接從圖形區(qū)拖放元素. 轉(zhuǎn)換元素列表窗口左邊標(biāo)簽名一欄顯示的是拖放元素的名稱,右邊的只轉(zhuǎn)換理論元素一欄用來設(shè)置是否只是轉(zhuǎn)換理論元素,如果選中其中的復(fù)選框就會在轉(zhuǎn)換時只轉(zhuǎn)換理論元素 , 如果不選中就會同時轉(zhuǎn)換理

33、論元素和實際元素（如果實際元素存在）.2 .轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系輸入窗口用來輸入轉(zhuǎn)換前后的坐標(biāo)系. 轉(zhuǎn)換坐標(biāo)系輸入窗口接受從坐標(biāo)系數(shù)據(jù)區(qū)拖放坐標(biāo)系.十五、多點偏移平面構(gòu)造元素列表窗口接受從元素數(shù)據(jù)區(qū)或直接從圖形區(qū)拖放元素. 構(gòu)造元素列表窗, 右邊一欄用來輸入距離拖放元素的偏移距離默認(rèn)情況下,當(dāng)拖放到列表窗口中的元素的偏移距離為0,用戶可以通過鼠標(biāo)單擊列表窗口中的偏移距離來編輯輸入合適的偏移距離.十六、拷貝創(chuàng)建元素理論元素可以從元素數(shù)據(jù)區(qū)圖形區(qū)拖放，此窗口僅接受理論元素十七、 Sweep構(gòu)造Sweep 構(gòu)造：可拖放的元素為二維元素第五節(jié)課坐標(biāo)系的建立一、坐標(biāo)系的概念1、 制定了正向的直線稱為軸，加入刻度后

34、稱為數(shù)軸?？梢员硎军c的1D 位置。2、 在平面上選定兩條互相垂直的數(shù)軸，分別指定這兩條數(shù)軸的正向，把兩數(shù)軸的交點稱為原點，形成一個平面（直角）坐標(biāo)系（2D）。平面坐標(biāo)系可分為四個象限，用不同符號組合，可以表示點在各象限的位置。（見下圖）3、 三條互相垂直的坐標(biāo)軸和三軸相交的原點，構(gòu)成三維空間坐標(biāo)系（3D）?？臻g的任意一點投影到三軸就會有三個相應(yīng)的數(shù)值，有了三軸相應(yīng)數(shù)值，就對應(yīng)空間點。即把點數(shù)字化描述?？臻g坐標(biāo)系有8 個褂限，用不同正負(fù)號組合可以分辨出點的空間所在的褂限和位置。有三個工作（投影）平面XY、 YZ、 XZ 可以進行點（元素）的投影。坐標(biāo)系可以根據(jù)需要進行平移、旋轉(zhuǎn)。4、 坐標(biāo)測量機

35、中的坐標(biāo)系原始坐標(biāo)系（開機時的坐標(biāo)系，沒有意義）。在打開控制系統(tǒng)的瞬間，光柵計數(shù)單元開始工作，雖然這時測量機符合坐標(biāo)系的定義，但由于這時測量機系統(tǒng)誤差補償程序沒有被激活，所以這個“原始坐標(biāo)系”對于我們沒有意義。機器坐標(biāo)系（回機器零位后的坐標(biāo)系，又稱機器坐標(biāo)系）。測量機開機執(zhí)行了“回家”過程后，測量機三軸光柵都從機器零點開始計數(shù)，補償程序被激活，測量機處于正常工作狀態(tài)，這時測量的點坐標(biāo)都相對機器零點，稱“機器坐標(biāo)系”。零件坐標(biāo)系（利用零件的基準(zhǔn)建立的坐標(biāo)系）。在測量機過程中，我們往往需要利用零件的基準(zhǔn)建立坐標(biāo)系來評價公差、進行輔助測量、指定零件位置等，這個坐標(biāo)系稱“零件坐標(biāo)系”。建立零件坐標(biāo)系要

36、根據(jù)零件圖紙指定的A、 B、C 基準(zhǔn)的順序指定第一軸、第二軸和坐標(biāo)零點。順序不能顛倒。零件坐標(biāo)系的使用非常靈活、方便，可以為我們提供很多方便。甚至可以利用零件坐標(biāo)系生成我們測不到元素。為方便測量一些特殊的數(shù)據(jù)，可以利用零件坐標(biāo)系進行輔助測量。6、零件坐標(biāo)系的意義找正零件（零件的放置與機器坐標(biāo)系不平行）；零件在工作臺上放置時不可能與機器坐標(biāo)系完全重合，在測量過程中會因投影平面等問題出現(xiàn)誤差，所以要使用零件的基準(zhǔn)來建立坐標(biāo)系，又稱“找正零件”。建立零件基準(zhǔn)；在一些求距離、觀察坐標(biāo)位置、求輪廓、位置度等計算時，需要使用零件基準(zhǔn)，建立零 件坐標(biāo)系后，可以以這些基準(zhǔn)為參照，方便我們得出結(jié)論。指出零件放置

37、的位置，運行程序；在編制 零件 的測量程序時，多數(shù)情況下要以零件坐標(biāo)系為基礎(chǔ)來編制。這樣在零件位置變化時，只要粗建零件坐標(biāo)系，就可使程序自動運行測量。使零件與CAD 模型坐標(biāo)系一致；在使用 CAD 模型的情況下，首先要使被測零件與CAD 模型的坐標(biāo)系統(tǒng)一致，以獲得 零件的理論數(shù)據(jù)，便于進行自動測量、編程、進行輪廓比對、輸出檢測報告等。零件坐標(biāo)系可以根據(jù)需要建立若干個。二、基準(zhǔn)的選取原則是：1. 先考慮裝配基準(zhǔn)，再考慮設(shè)計基準(zhǔn)，最后考慮加工基準(zhǔn)。2. 選擇精度要求高的作為基準(zhǔn)。3. 選擇較長軸線或較大平面作為基準(zhǔn)。三、坐標(biāo)系的建立思想第一步 ：激活機器坐標(biāo)系（回到機床坐標(biāo)系下）。第二步：找正第一

38、軸。一般情況下，用第一基準(zhǔn)來確定第一軸。1. 確定第一軸的元素一般為是平面和線元素。2. 平面確定第一軸的含義：把某一坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)至與待平面的法線平行。當(dāng)選擇+X、 +Y、 +Z坐標(biāo)軸的正方向與平面的正方向一致；選擇-X、 -Y、 -Z 坐標(biāo)軸的正方向與平面的正方向相反。3. 線元素確定第一軸的含義：把某一坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)至該線平行。當(dāng)選擇+X、 +Y、 +Z坐標(biāo)軸的正方向與該線的正方向一致。選擇-X、 -Y、 -Z 坐標(biāo)軸的正方向與該線的正方向相反。第三步：確定第二軸（也叫平面內(nèi)找正）。一般情況下，第二基準(zhǔn)確定第二軸。1. 確定第二軸的元素，一般情況下為線元素（構(gòu)造線元素）。平面也可以確定第二軸，是

39、用平面的法線確定第二軸。2. 確定第二軸的含義：先把該線投影到第一基準(zhǔn)平面上，或延第一基準(zhǔn)軸線方向投影（軟件內(nèi)部進行），再把某一坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)至某一投影后的直線平行。當(dāng)選擇+X、 +Y、 +Z坐標(biāo)軸的正方向與該線的正方向一致。選擇-X、 -Y、 -Z 坐標(biāo)軸的正方向與該線的正方向相反。3. 當(dāng)?shù)诙鶞?zhǔn)面與第一平面不垂直時，第二基準(zhǔn)要測平面，作確定第二軸的元素或兩平面交線作確定第二軸的元素?？偨Y(jié)：第一軸和確定第二軸確定X、 Y、 Z 三個坐標(biāo)軸的方向，坐標(biāo)平移是確定坐標(biāo)系的位置。第四步：坐標(biāo)平移（也叫置零位），目的是確定坐標(biāo)系原點。常用的，三軸同時坐標(biāo)平移。當(dāng)確定坐標(biāo)系原點的位置時，可使用該方法。（

40、比如球心、對稱中心、交點處、投影處、垂足點處等等）1. 先平移兩個坐標(biāo)軸的方向，再平移第三軸的方向。（比如當(dāng)圖紙要求，把坐標(biāo)系原點放到某一圓心和某一平面上時，可以使用此方法。）2. 三軸分別坐標(biāo)平移。（比如圖紙要求，把坐標(biāo)系原點放到方形工件菱角上（交點）時，可以使用該方法。）判定一：判斷組成坐標(biāo)系原點的三個平面，是否與三個坐標(biāo)軸垂直。若垂直可使用方法 1 和3，如果不垂直，就只能使用方法1。判定二：當(dāng)圖紙要求把坐標(biāo)系原點放到某一平面上時，判斷該平面與哪一個坐標(biāo)軸垂直，就把哪個坐標(biāo)軸的方向平移。判定三：當(dāng)圖紙要把坐標(biāo)系原點放到某一坐標(biāo)值時，判斷該圓所在的軸線與哪一個坐標(biāo)值平行，就把另外兩個坐標(biāo)值

41、的方向平移。第五步：理論坐標(biāo)系變換1. 理論坐標(biāo)系旋轉(zhuǎn)旋轉(zhuǎn)的正方向遵守右手規(guī)則。2. 理論坐標(biāo)系平移向正方向平移為正，向負(fù)方向平移為負(fù)。四、坐標(biāo)系創(chuàng)建1. 坐標(biāo)平移將坐標(biāo)系進行不超過三軸的位置平移，平移不會改變坐標(biāo)系軸向。更新理論值: 新坐標(biāo)系創(chuàng)建后, 元素理論值會變換到新坐標(biāo)系下, 所以在變換前元素理論值與在理論坐標(biāo)系下的理論值相同.預(yù)覽：當(dāng)這個按鈕可用時,點擊此按鈕用戶可以在圖形區(qū)觀看到要產(chǎn)生的新坐標(biāo)系.但這個按鈕不新生成任何坐標(biāo)系.添加坐標(biāo)系：這個按鈕以新坐標(biāo)系窗口中的名稱創(chuàng)建一個新坐標(biāo)系. 但不激活這個坐標(biāo)系成為當(dāng)前坐標(biāo)系.添加/激活坐標(biāo)系：這個按鈕執(zhí)行 按鈕的功能,同時激活這個新坐標(biāo)

42、系成為當(dāng)前坐標(biāo)系2. 坐標(biāo)旋轉(zhuǎn)將坐標(biāo)系進行單個軸向旋轉(zhuǎn)，旋轉(zhuǎn)角度可以手動填入，也可以使用元素，使用元素是需要將左下角“使用元素”選項打鉤。旋轉(zhuǎn)好后預(yù)覽，添加激活。3. 生成坐標(biāo)系建立坐標(biāo)系一般使用元素為面、線、點三個元素，點有時候會是一個圓元素來使用，軟件會默認(rèn)使用圓心為坐標(biāo)原點，其他兩個元素類似。拖放好元素后，可以在元素前方方向選項選擇坐標(biāo)軸方向，根據(jù)需求來定，如果拖放元素不符合建立坐標(biāo)系需要元素，則無法預(yù)覽，在一切都正確情況下預(yù)覽，然后添加激活。4. 三點偏移坐標(biāo)系. 將坐標(biāo)原點平移到這個平,同面是可選的。5. 三點擬合坐標(biāo)系指測量三個實際點，然后輸入數(shù)模理論上所測三點的理論數(shù)值，然后添加

43、 激活坐標(biāo)系。6. 兩點偏移坐標(biāo)系兩點偏移是在2 維平面中進行的.它只在3 維 當(dāng)前坐標(biāo)系的其中一個平面中進行.可選擇的平面有XY 平面 ,YZ 平面,和 ZX 平面 .當(dāng)選擇一個工作平面后,相應(yīng)的輸入窗口（青線框和紫線框）就會改變它們的坐標(biāo)類型（例如從X, Y 變到 Y , Z）第一個可簡化為點的元素在這個新坐標(biāo)系中的位置值將與右邊的輸入窗口（青線框）中的數(shù)值相同,同時第二個可簡化為點的元素，在這個新坐標(biāo)系中的偏移值也由右邊的輸入窗口決定（下面會進一步說明）.7. 六點擬合坐標(biāo)系主要應(yīng)用于數(shù)模對齊工件。使用輸入列表窗口中的6 個精確的可簡化為點的元素來創(chuàng)建一個新坐標(biāo)系, 使這些點在新坐標(biāo)系中

44、的位置值與輸入列表窗口中顯示的數(shù)值相同或最接近.選擇正確的坐標(biāo)系很重要. 六點擬和的功能是創(chuàng)建一個修正轉(zhuǎn)換將當(dāng)前坐標(biāo)系映射為新坐標(biāo)系.8. 多點擬合坐標(biāo)系主要應(yīng)用于無法直接建立坐標(biāo)系模型對齊時。使用輸入列表窗口中的所有可簡化為點的元素來創(chuàng)建一個新坐標(biāo)系,使這些點在新坐標(biāo)系中的位置值與輸入列表窗口中顯示的數(shù)值相同或最接近。9. 合并坐標(biāo)系主要用于數(shù)模對齊工件。通過變換一個已存在的坐標(biāo)系來創(chuàng)建新坐標(biāo)系.這種變換與其他兩種坐標(biāo)系是相同的關(guān)系選擇正確的坐標(biāo)系很重要. 這個坐標(biāo)系窗口的功能是創(chuàng)建一個修正轉(zhuǎn)換將當(dāng)前坐標(biāo)系映射為新坐標(biāo)系.這個窗口默認(rèn)會顯示當(dāng)前坐標(biāo)系的名稱.可以從坐標(biāo)系數(shù)據(jù)窗口拖放某個坐標(biāo)系

45、到這個窗口 .基準(zhǔn)坐標(biāo)中的坐標(biāo)系可以是當(dāng)前坐標(biāo)系也可以是其他坐標(biāo)系.當(dāng)前坐標(biāo)系經(jīng)過變換產(chǎn)生一個新坐標(biāo)系.注意:合并坐標(biāo)系不產(chǎn)生任何DMIS 語句 .注意:三點擬和坐標(biāo)系只更新元素列表窗口中的元素理論值到新坐標(biāo)系中10.3-2-1 創(chuàng)建坐標(biāo)系方法II主要用于數(shù)模對齊工件。使用所有可簡化為點的元素來創(chuàng)建一個新坐標(biāo)系其中第一組3 個元素是主要數(shù)據(jù), 第二組 2 個元素是次要數(shù)據(jù), 第三組 1個元素是最次要數(shù)據(jù).11. 快速 3-2-1 創(chuàng)建坐標(biāo)系典型的 3-2-1 創(chuàng)建工件坐標(biāo)系的步驟如下：1 、測量用于建立零件找正的幾何特征，通常測量零件的一個平面2、測量必要的其他幾何特征，用來鎖定零件的自由度3

46、、設(shè)為原點，建立坐標(biāo)系，鎖定工件12.CAD對齊做數(shù)模工件對齊。取出CAD 上 3 個理論元素，拖放到“ CAD上 3 個元素”框里，然后使用操作盒控制機器，手動依次測量3 個對應(yīng)的實際元素，從而實現(xiàn)數(shù)模和工件快速對齊的目的。注意：在拖放時，元素列表窗口中的元素數(shù)量必須嚴(yán)格為3 個 。13. 迭代對齊CAD 數(shù)模參與運算，來創(chuàng)建一個新坐標(biāo)系。用于數(shù)模對齊工件。使用可控制自由度的測量點，并使最大迭代次數(shù): 是一個整型值或整型變量, 用來控制迭代的最大次數(shù)變換值 :RationalDMIS 用這個收斂值作為迭代退出的條件.14. 坐標(biāo)系映射不象其他的坐標(biāo)系操作窗口，這個窗口不會產(chǎn)生一個新坐標(biāo)系。這

47、個窗口用來顯示兩個已存在的坐標(biāo)系的關(guān)系，包括平移和旋轉(zhuǎn)。3 個旋轉(zhuǎn)和3 個平移映射原始坐標(biāo)系和變換后坐標(biāo)系的關(guān)系。顯示的結(jié)果是表示以原始坐標(biāo)系為基礎(chǔ)，坐標(biāo)軸旋轉(zhuǎn)的情況和坐標(biāo)原點平移的情況。第六節(jié)課公差一、形位公差的概念各項目的特征綜合表二、尺寸公差測量方法：1. 距離按照圖紙要求，測兩個元素求距離a. 兩個孔線求中心距：講課時請舉例并練習(xí)。先測矢量 （垂直與孔軸線）平面， 再測兩個圓投影到矢量平面上，求距離。b. 梯形求距離按圖紙要求，用相交方法得到元素，求距離。講課時請舉例并練習(xí)。如右圖：c. 錯位平面間距離測不準(zhǔn)可以通過中間平面過度。講課時請舉例并練習(xí)。d. 線與線、線與面、面與面求距離, 按實