三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理課件

02十二月2022三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理30十一月2022三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示1三坐標測量實驗一、實驗目的二、實驗項目三、測量原理四、實驗過程三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三坐標測量實驗一、實驗目的三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教2一、實驗目的了解三坐標測量機測量原理及計算機采集測量數據和處理測量數據的過程加深對各種形位誤差定義的理解掌握先進測量工具和方法,提高綜合實驗能力三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理一、實驗目的了解三坐標測量機測量原理及計算機采集測量數據和處3二、實驗項目實驗1、（必做）用三坐標測量機對工件的尺寸及各項形位誤差進行測量評價實驗2、（選做）通過三坐標測量機數據采集進行有關工件設計（逆向工程）三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理二、實驗項目實驗1、（必做）用三坐標測量機對工件的尺寸及各項4正、反向工程設計流程概念設計正向工程成品正向工程詳細設計正向工程數字化模型物化正向工程數字化模型實現正向工程初始數據獲取反向工程數字化模型實現反向工程數字化模型物化反向工程成品反向工程設計人員工藝標準CAD/CAM系統工藝清單NC機床操作人員操作規(guī)程設計標準設計標準設計人員設計人員產品樣件/模型設計標準CMM測繪工具操作人員設計人員操作規(guī)程測量方案技術要求設計人員工藝標準CAD/CAM系統操作人員NC機床工藝清單操作規(guī)程功能需求操作規(guī)程數字化點云模型/測繪數據NC程序詳細結構信息功能尺寸信息NC程序a)正向工程b)反向工程三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理正、反向工程設計流程概念設計成品詳細設計數字化模型物化數字5三、測量原理21ZYX3OIAOI測量工件上一圓柱孔的直徑，可以在垂直于孔軸線的截面I內，觸測孔壁上的三個點（點1、2、3），根據這三點的坐標值即可計算出孔的直徑及圓心OI坐標。

基于坐標測量原理三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三、測量原理21ZYX3OIAOI測量工件上一圓柱孔6基本模型XDM

D：測量點的數據X：運算M：工件幾何參數

基本模型測頭三維坐標三個坐標系基本模型三坐標測量機原理三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型XDM7基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系測頭三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系測8基本模型三坐標測量機原理測頭

三維坐標三個坐標系YXZo先確定Z軸方向再依次定義另兩個軸三維坐標三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系Y9基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系機器坐標系（x,y,z）基準坐標系（x0,y0,z0）工件坐標系（x’,y’,z’）三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系機10三坐標測量機的組成43615X2Y機械系統電子系統

1—工作臺2—移動橋架3—中央滑架4—Z軸5—測頭6—電子系統測頭三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三坐標測量機的組成43615X2Y機械系統電子系統測頭三11四、實驗過程實驗用圖三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理四、實驗過程實驗用圖三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范12綜合分析圖紙應用SWIFT夾具進行工裝夾效正測頭建立零件坐標系插入—硬件定義—測頭手動方式測量建坐標系所需的元素。（插入—特征）應用3—2—1法或疊代法建立坐標系（插入—坐標系）進行檢測項目元素的測量進行形狀位置公差評價

檢測報告1、自動測量：圓、圓柱、矢量點（插入—自動特征）2、程序方式測量：線、平面3、（插入—構造）形狀：平面度、直線度、圓度、輪廓度位置：平行度、垂直度、同心度、同軸度、跳動、傾斜度、對稱度其他：位置、距離、夾角（插入—尺寸公差）打印檢測報告：（文件—打印——編輯窗口打?。┐蛴D形報告：（文件——打印——圖形窗口打?。?/p>

DDC程序設計基準：用于建坐標系的元素坐標原點：一般通過構造得到檢測內容：需要測量哪些元素，以及用這些元素進行形狀位置公差的評價。其他：工件的擺放方位需要的測頭角度、測針大小、長短.三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理綜合分析圖紙應用SWIFT夾具進行工裝夾效正測頭建立零件坐標13（一）確定測量方案

根據工件圖紙的設計基準確定測量基準確定檢測幾何尺寸的項目和方式----直接檢測尺寸----通過間接測量構造尺寸----通過幾何元素之間的關系計算獲得尺寸

確定各幾何元素所需要輸出的參數項目。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（一）確定測量方案三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中14（二）測量過程開啟氣源：依次開啟空壓機、冷干檢查氣壓是否在0.4～0.5Mpa范圍之內。如果不在此范圍內則可通過氣源調節(jié)閥調節(jié)。開啟計算機電源啟動測量程序：雙擊屏幕圖標出現PC--DIMS頁面。機器初始化：機器完成通訊和坐標初始化。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（二）測量過程開啟氣源：依次開啟空壓機、冷干檢查氣壓三坐標測15進行測頭管理：—測頭定義—測頭校驗—數據儲存建立零件坐標系：—定義三個相互垂直的坐標軸—定義工件坐標系原點相對于機器坐標系原點的位置測量各元素計算并評價確定打印機及文件輸出格式三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理進行測頭管理：三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心16附：測量軟件界面學習（基礎部分）1、建立測量文件：

在測頭校正開始，所有測量都要在軟件中建立一個測量程序來實現，因此按下列步驟實現測量：啟動PC-DIMS軟件在主菜單中選擇新建文件在右圖所示的菜單中輸入如：文件名：模板001接口：CMM1選擇測量單位：毫米三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理附：測量軟件界面學習（基礎部分）1、建立測量文件：三坐標測量172、硬件定義--測頭校驗

測頭校正是三坐標測量機進行測量時不可缺少的一個重要步驟，目的是要正確得到被測零件的測量參數。因此檢測零件時首先要校正所使用的測頭系統。檢驗測頭的目的：

計算出測桿上的球心與CMM零點的關系。求出紅寶石球的有效直徑。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理2、硬件定義--測頭校驗測頭校18測頭的余弦誤差三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理測頭的余弦誤差三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙193、定義測頭系統參數從“插入”下拉菜單中選“硬件定義”，進入“測頭”選項。在加亮當前的“測頭文件”方框中，鍵入新的文件名。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理3、定義測頭系統參數從“插入”下拉菜單中選“硬件定義”，進入20在“測頭說明”窗口加亮“沒有測頭定義”選項，然后點擊下拉菜單的箭頭。自上而下順序選擇相應的測座、測頭、測桿和轉接器（指測座和傳感器）。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理在“測頭說明”窗口加亮“沒有測頭定義”選項，然后點擊下拉菜單21定義測頭角度A角（繞X軸轉動的角度，順時針為負，逆時針為正。）B角（繞Z轉動的角度）B2211A(b)(a)三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理定義測頭角度A角（繞X軸轉動的角度，順時針為負，逆時針為正。22添加測頭角度點擊上圖中的“添加角度”，在相應欄框內輸入所需測頭角度或在圖表中選擇所需測頭角度，然后點擊確定。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理添加測頭角度點擊上圖中的“添加角度”，在相應欄框內輸入所需測234、建立坐標系在精確的測量工作中，正確地建立坐標系與具有精確的測量機、校驗好的測頭一樣重要。建坐標系三步曲：建坐標系有三步，而且很重要的是不要搞亂它的順序。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理4、建立坐標系在精確的測量工作中，正確地建立坐標系與24（1）零件的找正

所有建立坐標系的第一步是在零件上測量一個平面來把零件找正。其目的是保證測量時總是垂直零件表面而不是垂直于機器坐標軸。藍圖告訴你哪一個是基準平面，不然可以選一個精加工的表面，而且把測量點盡量分開。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（1）零件的找正三坐標測量實驗省級機械基25

測一個平面最少點數是3點三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理測一個平面最少點數是3點三坐標測量實驗省級機26（2）旋轉到軸線有了一個參考平面，以進入第二步即旋轉到軸線。目的是鎖定零件的旋轉自由度。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（2）旋轉到軸線有了一個參考平面，以進入27（3）設置原點確定第三個基準位置，此基準把所有的建坐標元素集合在一起。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（3）設置原點確定第三個基準位置，此基準28三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理29右手定則為了幫助我們記住軸的名稱及方向，采用所謂右手定則。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理右手定則為了幫助我們記住軸的名稱及方向305、測量各參數尺寸（1）手動測量點將測頭接近欲測點附近，使測頭與表面接觸，應確認采點方向基本與工件表面垂直。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理5、測量各參數尺寸（1）手動測量點三坐標測量實驗省級機械基礎31在右下角的狀態(tài)欄中有計數器顯示為1，在鍵盤上按“END”鍵，則此采點進入到零件程序。若你取消此點，然后重新采集，則在鍵盤上按“ALT+-”鍵。

（2）測量平面確定一個平面的最少點數為三點。重復上述操作，如有壞點，則刪去重測。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理在右下角的狀態(tài)欄中有計數器顯示為1，在鍵32

當采點完成，則在鍵盤上按“END”鍵。若PC-DMIS誤認平面為圓，那么在構造選項中選“替代推測”，然后定義為平面。也可用“CTRL+D”刪去此元素，重新采點（3）測量圓測圓的點最少為3點,盡可能把測量點分布開來。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理當采點完成，則在鍵盤上按“END”鍵。三坐33（4）測量圓柱圓柱的測量類似圓的測量,不過應該測兩個圓。應注意測完第一個圓后再測第二個圓。測圓柱的最少點數是6點（每個圓3點）。當所有點采集完后，在鍵盤上按“END”鍵。

三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（4）測量圓柱三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙34（5）測量圓錐測量圓錐類似測量圓柱，由于各截面直徑不同PC—DMIS會自動進行判斷。為計算一個圓錐，PC—DMIS要求測量至少6點（每個圓3點），請注意測同一圓時高度方向應變化不大。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（5）測量圓錐三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心35

（6）測量球測量球類似于測量圓，但需在頂部測一點，這樣PC—DMIS會作球的計算而不是圓的計算。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江366、進行公差比對形位公差包括形狀公差和位置公差。形狀公差指的是單一實際要素形狀所允許的變動量；位置公差是指關聯實際要素的方向或位置對基準所允許的變動量。路徑：插入—尺寸—選擇你所要得到的形位公差。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理6、進行公差比對形位公差包括形狀公差和位3702十二月2022三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理30十一月2022三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示38三坐標測量實驗一、實驗目的二、實驗項目三、測量原理四、實驗過程三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三坐標測量實驗一、實驗目的三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教39一、實驗目的了解三坐標測量機測量原理及計算機采集測量數據和處理測量數據的過程加深對各種形位誤差定義的理解掌握先進測量工具和方法,提高綜合實驗能力三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理一、實驗目的了解三坐標測量機測量原理及計算機采集測量數據和處40二、實驗項目實驗1、（必做）用三坐標測量機對工件的尺寸及各項形位誤差進行測量評價實驗2、（選做）通過三坐標測量機數據采集進行有關工件設計（逆向工程）三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理二、實驗項目實驗1、（必做）用三坐標測量機對工件的尺寸及各項41正、反向工程設計流程概念設計正向工程成品正向工程詳細設計正向工程數字化模型物化正向工程數字化模型實現正向工程初始數據獲取反向工程數字化模型實現反向工程數字化模型物化反向工程成品反向工程設計人員工藝標準CAD/CAM系統工藝清單NC機床操作人員操作規(guī)程設計標準設計標準設計人員設計人員產品樣件/模型設計標準CMM測繪工具操作人員設計人員操作規(guī)程測量方案技術要求設計人員工藝標準CAD/CAM系統操作人員NC機床工藝清單操作規(guī)程功能需求操作規(guī)程數字化點云模型/測繪數據NC程序詳細結構信息功能尺寸信息NC程序a)正向工程b)反向工程三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理正、反向工程設計流程概念設計成品詳細設計數字化模型物化數字42三、測量原理21ZYX3OIAOI測量工件上一圓柱孔的直徑，可以在垂直于孔軸線的截面I內，觸測孔壁上的三個點（點1、2、3），根據這三點的坐標值即可計算出孔的直徑及圓心OI坐標。

基于坐標測量原理三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三、測量原理21ZYX3OIAOI測量工件上一圓柱孔43基本模型XDM

D：測量點的數據X：運算M：工件幾何參數

基本模型測頭三維坐標三個坐標系基本模型三坐標測量機原理三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型XDM44基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系測頭三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系測45基本模型三坐標測量機原理測頭

三維坐標三個坐標系YXZo先確定Z軸方向再依次定義另兩個軸三維坐標三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系Y46基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系機器坐標系（x,y,z）基準坐標系（x0,y0,z0）工件坐標系（x’,y’,z’）三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理基本模型三坐標測量機原理測頭三維坐標三個坐標系機47三坐標測量機的組成43615X2Y機械系統電子系統

1—工作臺2—移動橋架3—中央滑架4—Z軸5—測頭6—電子系統測頭三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三坐標測量機的組成43615X2Y機械系統電子系統測頭三48四、實驗過程實驗用圖三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理四、實驗過程實驗用圖三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范49綜合分析圖紙應用SWIFT夾具進行工裝夾效正測頭建立零件坐標系插入—硬件定義—測頭手動方式測量建坐標系所需的元素。（插入—特征）應用3—2—1法或疊代法建立坐標系（插入—坐標系）進行檢測項目元素的測量進行形狀位置公差評價

檢測報告1、自動測量：圓、圓柱、矢量點（插入—自動特征）2、程序方式測量：線、平面3、（插入—構造）形狀：平面度、直線度、圓度、輪廓度位置：平行度、垂直度、同心度、同軸度、跳動、傾斜度、對稱度其他：位置、距離、夾角（插入—尺寸公差）打印檢測報告：（文件—打印——編輯窗口打印）打印圖形報告：（文件——打印——圖形窗口打?。?/p>

DDC程序設計基準：用于建坐標系的元素坐標原點：一般通過構造得到檢測內容：需要測量哪些元素，以及用這些元素進行形狀位置公差的評價。其他：工件的擺放方位需要的測頭角度、測針大小、長短.三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理綜合分析圖紙應用SWIFT夾具進行工裝夾效正測頭建立零件坐標50（一）確定測量方案

根據工件圖紙的設計基準確定測量基準確定檢測幾何尺寸的項目和方式----直接檢測尺寸----通過間接測量構造尺寸----通過幾何元素之間的關系計算獲得尺寸

確定各幾何元素所需要輸出的參數項目。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（一）確定測量方案三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中51（二）測量過程開啟氣源：依次開啟空壓機、冷干檢查氣壓是否在0.4～0.5Mpa范圍之內。如果不在此范圍內則可通過氣源調節(jié)閥調節(jié)。開啟計算機電源啟動測量程序：雙擊屏幕圖標出現PC--DIMS頁面。機器初始化：機器完成通訊和坐標初始化。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（二）測量過程開啟氣源：依次開啟空壓機、冷干檢查氣壓三坐標測52進行測頭管理：—測頭定義—測頭校驗—數據儲存建立零件坐標系：—定義三個相互垂直的坐標軸—定義工件坐標系原點相對于機器坐標系原點的位置測量各元素計算并評價確定打印機及文件輸出格式三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理進行測頭管理：三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心53附：測量軟件界面學習（基礎部分）1、建立測量文件：

在測頭校正開始，所有測量都要在軟件中建立一個測量程序來實現，因此按下列步驟實現測量：啟動PC-DIMS軟件在主菜單中選擇新建文件在右圖所示的菜單中輸入如：文件名：模板001接口：CMM1選擇測量單位：毫米三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理附：測量軟件界面學習（基礎部分）1、建立測量文件：三坐標測量542、硬件定義--測頭校驗

測頭校正是三坐標測量機進行測量時不可缺少的一個重要步驟，目的是要正確得到被測零件的測量參數。因此檢測零件時首先要校正所使用的測頭系統。檢驗測頭的目的：

計算出測桿上的球心與CMM零點的關系。求出紅寶石球的有效直徑。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理2、硬件定義--測頭校驗測頭校55測頭的余弦誤差三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理測頭的余弦誤差三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙563、定義測頭系統參數從“插入”下拉菜單中選“硬件定義”，進入“測頭”選項。在加亮當前的“測頭文件”方框中，鍵入新的文件名。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理3、定義測頭系統參數從“插入”下拉菜單中選“硬件定義”，進入57在“測頭說明”窗口加亮“沒有測頭定義”選項，然后點擊下拉菜單的箭頭。自上而下順序選擇相應的測座、測頭、測桿和轉接器（指測座和傳感器）。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理在“測頭說明”窗口加亮“沒有測頭定義”選項，然后點擊下拉菜單58定義測頭角度A角（繞X軸轉動的角度，順時針為負，逆時針為正。）B角（繞Z轉動的角度）B2211A(b)(a)三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理定義測頭角度A角（繞X軸轉動的角度，順時針為負，逆時針為正。59添加測頭角度點擊上圖中的“添加角度”，在相應欄框內輸入所需測頭角度或在圖表中選擇所需測頭角度，然后點擊確定。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理添加測頭角度點擊上圖中的“添加角度”，在相應欄框內輸入所需測604、建立坐標系在精確的測量工作中，正確地建立坐標系與具有精確的測量機、校驗好的測頭一樣重要。建坐標系三步曲：建坐標系有三步，而且很重要的是不要搞亂它的順序。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理4、建立坐標系在精確的測量工作中，正確地建立坐標系與61（1）零件的找正

所有建立坐標系的第一步是在零件上測量一個平面來把零件找正。其目的是保證測量時總是垂直零件表面而不是垂直于機器坐標軸。藍圖告訴你哪一個是基準平面，不然可以選一個精加工的表面，而且把測量點盡量分開。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（1）零件的找正三坐標測量實驗省級機械基62

測一個平面最少點數是3點三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理測一個平面最少點數是3點三坐標測量實驗省級機63（2）旋轉到軸線有了一個參考平面，以進入第二步即旋轉到軸線。目的是鎖定零件的旋轉自由度。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（2）旋轉到軸線有了一個參考平面，以進入64（3）設置原點確定第三個基準位置，此基準把所有的建坐標元素集合在一起。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理（3）設置原點確定第三個基準位置，此基準65三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理66右手定則為了幫助我們記住軸的名稱及方向，采用所謂右手定則。三坐標測量實驗省級機械基礎課實驗教學示范中心浙江理右手定則為了幫助我們記住軸的名稱及方向675、測量