凝华三坐标实用手册第二章三坐标概述.docx
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凝华三坐标实用手册第二章三坐标概述
第二章三坐标概述
1、三坐标简介
三坐标测量机(CoordinateMeasuring
Machine,CMM)是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量仪或三次
丿元。
三坐标测量机在结构上基本可分为移动桥式、固定桥式、L型测量机、高架桥式、水平臂式和关节臂式等。
在功能上可分为手动型和全自动型。
增加图片
2、三坐标测量机基本描述
根据ISO10360国际标准《坐标测量机的验收检测和复检检测》第一部分规定,根据机械结构,对主要的测量机结构类型作如下分类:
2.1.固定工作台悬臂式坐标测量机
这类坐标测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分,装有探测系统的第一部分装在第二部分上相对其做垂直运动。
第一和第二部分的总成相对第三部分作水平运动。
第三部分以悬臂状被支撑在一端,并相对基座作水平运动,基座支撑工件。
增加蔡司图片
2.2.移动桥式坐标测量机
此类坐标测量机有沿着相互正交的导轨而运动的三个组成部分,装有探测系统的第一部分在第二部分上并相对其作垂直运动。
第一部分和第二部分的总成相对第三部分作水平运动。
第三部分被支撑在机座的对应两侧的支柱支撑件上,并相对机座作水
平运动,机座承载工件。
优缺点:
移动桥式坐标测量机是目前中小型测量机
的主要机械结构组成形式,机械结构紧凑,工作台
承载能力较强,工件对机器的动态测量性能影响较
小,其自身具有工作台面,受地基影响相对较小,
开敞性良好,由于光栅尺的分布在第三部分的一
侧,所以受阿贝误差影响较明显,在精度方面相对
较高,略低于固定桥式坐标测量机。
2.3.固定桥式坐标测量机
此类坐标测量机有沿着相互正交的导轨面运
动的三个组成部分,装有探测系统的第一部分在第
二部分上并相对其作垂直运动。
第一部分和第二部
分的总成沿着牢固装在机座两侧的桥架上端作水
平运动,在第三部分上放置工件。
高精度测量机通常采用固定桥式结构形式,该
结构优点为结构稳定,整机刚性好,采用中央驱动
低了相互之间的影响。
缺点是开敞性不好,工件放置于移动工作台面上,工作台的承重能力下降,并
影响到机器的移动速度及加减速度,工件对机器的
动态测量性能影响较大。
2.4.
形式,使偏摆误差降低,光栅尺在工作台的中央,
龙门式坐标测量机
这类坐标测量机有沿着相互正交的导轨面运门式测量机可以大到数十米,由于其刚性要求较好
座两侧的导轨上作水平运动,机座或地面承载工
2・5・l型桥式坐标测量机件。
龙门式坐标测量机一般为大中型测量机,要求
较好的地基,立柱影响操作的开敞性,但减少了移
动的三个组成部分,装有探测系统的第一部分在第二部分上并相对其作垂直运动。
第一部分和第二部分的总成相对第三部分作水平运动。
第三部分在机
于水平悬臂式坐标测量机,因此,对于大尺寸测量
而言,可具有足够的精度以满足需要。
优缺点:
这类机型的坐标测量机开敞性好,但
和龙门式测量机的优缺点的一种测量机,有移动桥形及钣金曲面的检测。
式的平台,工件的开敞性好,动态测量性能较好,
尺的分布在第三部分的一侧,所以受阿贝误差影响
较明显,所以精度方面相对固定桥式较低。
2・6・水平臂移动式坐标测量机
销售600多台。
联系地址:
北京市丰台区南苑东路5号
3、三坐标测量机应用领域
主要用于机械、汽车、航空、军工、家具、工具原型、模具、机器等中小型配件、模具等行业中的箱体、机架、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面等的测量,还可用于电子、五金、塑胶等行业中,可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测,从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务
4、
5、
6、国内生产厂家
目前的市场,整个中国大陆的三坐标年需求量在2000台左右,每年大概以8%左右的速度递增。
用户主要分布在长江三角洲、珠江三角洲。
近年来随着西部大开发和振兴东北老工业基地的一系列措施出台,重庆周边和东北三省也渐渐形成了略有规模的用户群。
国内三坐标生产厂其主要有中国测试技术研究院、深圳壹兴佰精密机械有限公司、思瑞精密、西安爱德华测量设备有限责任公司、青岛雷顿、智
泰精密仪器有限公司、西安力德测量设备有限公司、北京南航立科机械有限公司等等。
还有一些量
具生产厂也在通过各种渠道生产三坐标如哈量、广
陆等。
在生产规模上以中国测试技术研究院、深圳
壹兴佰精密机械有限公司、西安爱德华测量设备有限责任公司较大,大大小小二十几多个厂家,以上
生产厂商绝大多数采用进口英国RENISHAW光栅
和测头、PANTEC控制系统,同时有些生产自己的控制器和测头但数量不多。
北京航空精密机械研究所(原航空部第三零三研究所)成立于建国初期,直属于中国航空工业第一集团公司,是国家级多科学综合技术研究所,是我国
最早从事三坐标测量机开发、研究的单位。
从1972
年开始研制三坐标测量机,1978年三坐标测量机
商品化,是是国内第一家生产测量机的企业,现已
西安爱德华测量设备有限公司位于国家级高新技术产业开发区----西安高新技术产业开发区内,是由德国AEH公司投资的坐标测量机专业制造厂同时向各界用户提供相应的技术服务。
公司自主拥有全套坐标测量机的生产、研发技术
及机械设计、数控系统、测量软件及光学图像信息处理技术等核心技术的自主知识产权,其在三坐标
测量机专用控制技术,计算机图像处理技术,特别
是其具有完全自主知识产权AC-DMIS测量软件
已达该技术领域的国际先进水平。
壹兴佰精密机械有限公司(著名民营科技企业)是一家研发、生产、销售于一体的数控三坐标测量机专业制造厂商•自1993年,我们由中科院、清华大学、国家高级留日归国工程技术人员跟机械设计专家组成,跻先对光学检测开始研究,先后研制出光学坐标定位仪、二次元、二点五次元三次元检测产品。
并与著名的国际品牌英国国际计量系统有限公司--IMS是合作伙伴。
采用日本现代化管理模式,科学管理全体员工均接受正规专业培训后上岗。
ERDAS、LEICA、LEICADISTO、LEITZ、M&H、
PC-DMIS、PREXISO、ROMER、TESA等国外知
青岛雷顿数控设备有限公司(LeaderNC)是专业致
力于各型坐标测量机、三维激光扫
描机、影像测量机等测量设备研发、生产的高科
技企业。
优秀的企业文化、先进的经营理念凝聚了国内外大批技术精湛的业内专家。
既有享受政府津
贴的国家级专家及技术拔尖人才,又有留学归国的
博士,其中具有十年以上三坐标测量机研发或生产经验的工程师及高级技师五十余人。
ULTRA-DMIS计量软件
功能强大的计量软件ULTRA-DMIS历经10余年的发展与完善,从简单的箱体类工件到复杂的轮廓、自由曲面都能高效方便的完成检测。
青岛麦科三维(Metro-3D)测控技术有限公司,凭借多年测量领域丰富的制造经验,以及坚实的坐标
计量的应用技术基础,博采众长,在充分吸取国内外先进技术的基础上,配置以国际最先进的数控系统和功能强大的测量软件,成功推出了品质更高、性价比最优、备受青睐的系列坐标测量机,以满足广大制造业客户对质量和生产过程控制的不断要求。
品质源于专业。
众多在测量机领域具有丰富经验和卓越技术的专业人士和专家汇集公司,致力与各型
坐标测量机的研发和制造,提高产品品质,拓展产
品性能方面而尽心尽力。
7、国外生产厂家
海克斯康产量上占全国总产量的50%左右、卡尔-
蔡司近几年在高精度测量机上产品销售量较高,它
的优势在于在X、Z方向采用陶瓷材料或碳纤维,在这方面国内厂家还无法做到、日本三丰、韩国德
仁、LK
海克斯康测量技术(青岛)有限公司是中国唯一的世界级数控三坐标测量机专业制造厂商,是瑞典高
科技制造业集团HEXAGONAB与中国航空工业第二集团公司下属青岛前哨精密机械公司共同投资在中国组建的国际化合资公司。
总部位于瑞典斯德哥尔摩的HEXAGONAB集团
是一家上市公司,其核心业务主要包括了计量、工业自动化、工程技术和化工四大产业。
HEXAGONAB集团的发展策略在于成长的最大化,并注重提高效率和股东的价值,通过创建一系列富有竞争力的公司集合,使得产品系列和服务涉及的领域更广,从而更好的满足世界范围内用户的需要。
海克斯康集团在中国拥有海克斯康测量技术(青岛)有限公司,海克斯康测量系统(武汉)有限公司,靖江量具有限公司,徕卡测量系统贸易(北京)有限公司,徕卡测量系统(上海)有限公司,徕卡测量系统(香港)有限公司,欧达电子有限公司,思瑞测量技术(深圳)有限公司,中纬测量系统(武
汉)有限公司等不同类型的子公司及合资公司。
拥有BROWN&SHARPE、COGNITENS、DEA、
名品牌,中纬(GEOMAX)、思瑞(SEREIN)、棱环等国产品牌;员工总数近1,400人,产品及服务
覆盖计量、测量系统和技术三大领域,借助全球化的资源优势为全球用户提供统一而先进的计量、测
量产品和技术解决方案。
关节臂测量机的世界知名品牌……(源于法国的Romer),Romer来自法国,21年精密制造经
验,第一台便携式6轴关节臂测量机发明者••…
(关节臂测量机鼻祖,柔性关节臂测量机的世界知名品牌)
Tes来自瑞士,66年精密制造经验,世界知名的量具量仪品牌
Mirai――18年测量专业软件开发经验……
LeicaGeosystems187年历史的精密制造经
验,工业计量领域完善的硬件和软件产品全球供应
商,HexagonMetroloty海克斯康计量产业
集团,世界计量领域的领先者……
济南德仁三坐标测量机有限公司是于2003年4月
在山东省济南市成立的韩国独资企业,专业从事三
坐标的研制、生产、销售及服务的高新技术企业。
济南德仁隶属于韩国DUKIN株式会社,总部设于韩国大田广义市。
济南德仁,作为世界级三坐标测量机专业制造企业,是ISO9001认证企业,拥有多种先进的技术。
测量软件NeuroMeasure是德仁开发的世界上最早基于Windows操作系统的三坐标测量软件,其简捷
的用户界面,赢得了广大客户的认可。
DEA――来自意大利,44年精密制造经验,以生产大型测量机而享誉全球(如桥式、龙门式、水平臂式测量机,在汽车、航天、航空领域享有广泛声誉)……
Brown&sharpe来自美国,174年精密制造经
验,世界知名的桥式测量机品牌……
Leitz――来自德国,58年精密制造经验,世界上精度最高的测量机制造商……
Wilcox:
——来自美国,17年测量专业软件经验,世界领先和最大的计量软件开发商……(代表作:
占据测量机软件市场90%以上的PC-DMIS),
Sheffield――来自美国,101年精密制造经验,世界知名的桥式测量机品牌……
CEJOHANSSON——96年精密制造经验,欧洲知名的测量机品牌……
CimCore――来自美国,7年精密制造经验,柔性
9、用户购买坐标测量机的选择
a)选择方式
坐标测量机可根据应用选择有两种方式:
手动和自动。
对于一些小公司在购买测量机上有不同的出发点,第一这些较小的公司大多数为配套厂家,主机厂通过国际ISO标准,在对协作
厂零件检测上有了更高的要求,同时节省主机厂在检测开支。
第二这些配套公司为了提高自身的产品质量,提高公司形象对外进行宣传,
购买三坐标测量机。
对于这些公司产品固定单一、批量较大。
或测量各种小批量的不尽相同的工作,手动机是最佳的选择。
我们的手动机软件同时可进行编程工作,在测量小批量工件时可进行调用加快重复性测量。
我们的三坐标
测量机在升级改造上具有强大的技术优势,我们在制造手动机的同时同样增加了全自动测量机的空间位置。
如需要进行升级改造只需将传动系统和控制系统安装在测量机上即可,无需进行结构上的改造。
如果需要检测大批量相同
的工件,或要求较高的精度,时时监控产品及设备运行状况要选择全自动测量机。
数控测量机可自动检测并消除操作者对测量结果的影响。
程序驱动意味着可实现无操作误差(粗大误差)的高检测速度。
b)用户对测量机公差的要求
公差也非常重要,手动测量机在测量速度上难以控制,很难达到更小的公差要求,而数控测量机通过其连续的触测使其更适合具有严格公差要求工件的高精度和高重复性要求。
例如:
在测量孔时手动机在测量中无法掌握测量的法矢方向,所以在测量中测针的实际接触点与测量机运动方向和计算机计算的法矢方向之间存在的误差,使之误差加大。
而全自动坐标测量机通过计算机软件的控制和操作者改变测量的点数及方式达到了坐标测量机的高重复性特性。
有些用户本身是计量学家,他们懂得几何尺寸和公差。
这种顾客迫使软件商加进新的测量、分析或报告功能。
功能用户要求软件商开放其软件系统,以便他们能加进他们自己的功能。
再有他们关注工艺控制(SPC)系统中,检
查基于零件的统计样本的关键特征以便实时地确认生产工艺。
在统计工艺系统中,人们的目标是在废、次品零件制造出来以前,就发现存在的潜在问题,实时统计、应用、分析实时数据,并与上一次运行的数据作比较。
请注意这不再只是一个工艺后的操作,而是人们主动地实时监控被测工艺。
c)用户对测量数据量的要求
全自动坐标测量机通过安装一个扫描测头,用于测量要求大量的数据来定义它们的几何量的工件,如:
齿轮、圆柱体、汽车车身、挡风玻璃的测量。
对于那些完全用算术方法CAD定义
或是完全未知的工件来说,这些测头能够提供连续的数据采集,并可从部分工件和模型上进行逆向工程。
对于非常小轮廓形工件来说,扫描测头因其小的扫描面并需要大量数据来进行定义而成为理想的选择。
大多数用户很多需要逆向工作,三坐标测量机可通过不同的方式采集数据,但采集量有所不同。
按采集量和速度来说依次为触发式测头、扫描测头和激光扫描测头(点云),对于一个好的测量员需要根据不同的工件选择采集必要得特征元素完成逆向的初步过程。
所采集的这些数据通过IGS格式输出,由设计人员通过工程软件将数据优化后得到原零件或工艺品数模,最后加工成型得到翻版,值得注意的是:
很多用户提出,我们测量的数据是否直接可以将其输入加工中心就可完成整个逆向工作?
在这里我们应对用户说明,一款三坐标测量软件台的主要功能是测量,对于画图、出数模、编程为加工中心所识别的加工指令测量软件是无法完成的。
三坐标测量软件和绘图软件有着根本的功能区别,就目前为止两种软件之间有着不同的知识产权,不可能将某种测量软件和绘图软件合并惟一。
d)测量机安装场地的选择
测量机安装的场地也很重要。
理想情况是,测量机应尽量靠近生产过程中制造工件的操作者附近安装。
这些车间型测量机一般具有友好的用户操作接口,具有与机床类似的控制界面。
我们生产除高精度固定桥测量机一般完全可以安装在离工作现场较近的地点。
安装方法祥见
《测量机用户手册》。
e)测量机的摆放位置
用户如将测量机安装在一个单独的操作间内时,用户可能提出以下几点:
1)测量机安装位置
建议测量机安装的位置应尽量避免阳光直射到测量机上,空调出风口的方向同样避免直对测
量机,造成测量机本体上下温度不均;
2)测量机安装方向
可根据操作测量机的方向安排测量机位置;第一操作人员在进行测量时,正面所视方向尽量不要面对窗户或光线直射的位置,原因很简单,
因为光线直对操作员时,这是所测量工件位置就为暗区,影响操作员的操作;第二需要根据
根据经验一个15平米的房间需要安装6-8个g)
40W管灯,安装位置应在测量机四周,
查资料照度颜色勒克斯(Lux,通常简写为lx)是一个标识照度的国际单位制单位,1流明每平方米面积,就是1勒克斯。
其单位换算是1勒克斯=1流明/平方米=1烛光•球面度/平方米(1lx=1lm/m=1cd•sr•m-2)。
(ISO10360-4)
沿标准球上4条确定的路径进行扫描。
最
大允许扫描探测误差MPETHP值为所有测量
半径的最大差值。
公司三坐标测量机
一个公司可拥有不同型号的三坐标测量机,他们可以共同工作。
一台计量型的三坐标测量机一般使用在精密计量室,做为产品性能的主仲裁,工作型的测量机使用在生产线,对工件的质量进行评判,并提供实时的统计过程控制,并平滑地与整个制造流程规划进行过渡。
不同生产线多台测量机的要求各不相同。
我公司生产不同型号的三坐标测量机,适用于各种不同产品的测量。
房间颜色
销售人员需了解该公司规模、对测量设备
投资的大小、产品用途和产品公差范围推荐不同型号的三坐标测量机。
当然计量型三坐标测量机对环境、温湿度及温度梯度都有严格的要求,这套控制设备一般投资要在30万元左右,
所以在推销中需要提醒用户。
f)用户对测量机指标厂提出的问题
根据现行的国际标准,对于测量机的不确定度和检测程序在ISO10360中进行了描述。
ISO10360主要确定了以下三项误差:
A.长度测量最大允许示值误差MPEE
(ISO10360-2)
在测量空间的任意7种不同的方位,测量一组5种尺寸的量块,每种量块长度分别测量3次。
所有测量结果必须在规定的MPEE值范围
内。
机加工生产线测量机不同于计量用测量机,他们首先要求测量机故障率低,售后服务好,当出现问题及时迅速解决问题。
根据ISO国
际标准测量公差要求为加工公差10倍,
h)优质的售后服务
优质的技术服务,将会协助您最大限度地发挥
测量机的应用作用
在后面章节中将详细讲述(见第十二章售后服
务)。
i)
10、
11、
B.最大允许探测误差MPEP(ISO10360-2)
25点测量精密标准球,探测点分布均匀。
最大允许探测误差MPEP值为所有测量半径的
最大差值。
需要考察的关键部分
一旦你确定了如何以及在何处使用测量机,有一些关键的性能需要进行考察,这包括了测量不确定度和工作效率。
在可接受不确定度水平上采集点的数量,确定了测量机的工作效率。
一些测量机能够在—一分钟内采集超过100个数据点,而可以达到
非常接近计量型的精度。
测量机能够为现代制造业提供保证,因为—它可取代平面的测量工具、固定的或定制的量—规,以及精密的手工测量工具。
他们在处理不同工作方面的灵活性使其成为一个主仲裁者。
—在为过程控制提供尺寸数据的同时,测量机还—可提供入厂产品检验、机床的校验、客户质量—认证、量规检验、加工试验以及优化机床设置—等附加性能。
对于固定资产的投入有许多要考—虑的因素,但一但考虑到提高了生产效率、降低了成本并将生产纳入了控制,测量机就是测—量和检测的最好的选择。
I
在选购了适用、可靠性能测量机的基础上,您还需要充分考虑到三坐标测量机供应商的技术实力和应用、技术服务能力,是否具有本地化的技术和长久综合发展实力,并拥有众多的客户群和广泛的认知。
通过及时可靠的技术服务支持和备件保障,对于测量机的长期高效率运行提供保障。
同时,拥有着专业的培训和应用支持队伍,使得客户能够从容应对纷繁复杂的各种测量任务。
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- 凝华 坐标 实用手册 第二 概述