三坐標(biāo)檢測技術(shù)論文

　　三坐標(biāo)測量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)測量過程中中，有很多工件空間結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，而且相互位置尺寸精度要求很高。下面是小編為大家精心推薦的三坐標(biāo)檢測技術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　三坐標(biāo)檢測技術(shù)論文篇一

　　基于三維數(shù)模的零件三坐標(biāo)檢測技術(shù)分析

　　【摘要】三坐標(biāo)測量機(jī)能夠?qū)α悴考?shí)現(xiàn)各向尺寸的檢測，結(jié)合基于CAD三維數(shù)模的三維檢測技術(shù)，本文圍繞數(shù)模的導(dǎo)入、坐標(biāo)對齊、捕獲理論值、ARCO Reporter報(bào)表輸出等多個角度進(jìn)行了分析，比較詳細(xì)的解釋了基于三維數(shù)模的零件三坐標(biāo)檢測技術(shù)。

　　【關(guān)鍵詞】三維數(shù)模;零件;三坐標(biāo);檢測

　　三坐標(biāo)測量機(jī)是一個先進(jìn)的測量設(shè)備，它的出現(xiàn)是計(jì)量儀器發(fā)展的一個重要里程碑，預(yù)示著測量方式已經(jīng)從古典的手動方式向現(xiàn)代化自動測試技術(shù)發(fā)展，它是一種通用的三維尺寸測量儀器，由三個互相垂直的測量軸和各自的長度測量系統(tǒng)組成的機(jī)械主體，它已經(jīng)成為檢測行業(yè)的必須配備。隨著三維軟件的不斷進(jìn)步，各大測量機(jī)生產(chǎn)廠家都推出了各自的基于CAD技術(shù)的測量軟件，可以將設(shè)計(jì)好的CAD模型直接導(dǎo)入到測量軟件中。目前，基于CAD的三維檢測成為發(fā)展的熱點(diǎn)。

　　1 三維測量原理

　　三坐標(biāo)測量需要x、y、z三個方向的運(yùn)動導(dǎo)軌，以便于精準(zhǔn)的測量出空間范圍測點(diǎn)的坐標(biāo)位置，也可以這樣認(rèn)為，三維測量可以對其可測量允許范圍內(nèi)任意點(diǎn)、線、面等實(shí)施測量。不管測量物體的形狀如何復(fù)雜或者表面的形狀如何的不規(guī)則，只要是測量機(jī)的測量頭能夠感受到的地方，都可以通過一定的方法得到它的坐標(biāo)值，經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算算出它們的集合尺寸和相互位置關(guān)系，并借助于計(jì)算機(jī)完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。三坐標(biāo)測量機(jī)在測量時把需要測量的工件置于測量的范圍內(nèi)，通過機(jī)器運(yùn)動系統(tǒng)帶動傳感器即測頭實(shí)現(xiàn)對測量空間內(nèi)任意位置的被測點(diǎn)的瞄準(zhǔn)，當(dāng)瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)時測頭即發(fā)出讀數(shù)信號，通過測量系統(tǒng)就可以得到被測點(diǎn)的集合坐標(biāo)值，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過數(shù)學(xué)運(yùn)算求出待測的幾何尺寸和相互位置關(guān)系。

　　2 基于CAD的三坐標(biāo)檢測技術(shù)

　　以往的零件三坐標(biāo)檢測技術(shù)，通用的方法是通過設(shè)備的數(shù)模軟件生成測量所需要的特征點(diǎn)或者特征線，并將生成的這些特征點(diǎn)或線作為測量的參考值，控制三坐標(biāo)測量機(jī)對這些特征點(diǎn)或線進(jìn)行測量，由此得出工件的實(shí)際尺寸數(shù)值，將這些實(shí)際數(shù)值與參考值進(jìn)行比較。這種測量方法有一定的局限性，它必須要提前獲取測量工件各監(jiān)測點(diǎn)的理論數(shù)值，并且，在測頭測尖半徑磨損后很難進(jìn)行補(bǔ)償。而現(xiàn)在最先進(jìn)的測量方法，就是把已經(jīng)建好的三維模型采用合適的方法導(dǎo)入到三坐標(biāo)測量機(jī)的檢測軟件里，然后將工件坐標(biāo)系和機(jī)器的坐標(biāo)系找正，然后將捕獲的工件數(shù)值與理論數(shù)值進(jìn)行對比，最后輸出測量結(jié)果。從上面的分析可以看出，要想得到最終的對比數(shù)據(jù)，必須要解決三維模型導(dǎo)入、坐標(biāo)系找正、數(shù)值比較這三個最關(guān)鍵的技術(shù)問題，下面將圍繞這些方面進(jìn)行探討。

　　2.1 導(dǎo)入模型

　　正確的導(dǎo)入零件的三維模型是最終實(shí)現(xiàn)測量要求的首要要求，必須要采用合理的方法，使三維模型正確的導(dǎo)入三坐標(biāo)測量機(jī)的檢測軟件里面。目前在市面上有很多各種不同類型的CAD軟件，例如UG、PROE等，由于軟件開發(fā)商開發(fā)方式的不同、開發(fā)商利益等問題，軟件的開發(fā)語言也各不相同，在完成零件繪制以后，各自生成的零件格式很不相同，并且它們之間不能互相無障礙的打開，沒有互相讀取的功能。這是必須要要解決的一個技術(shù)難題，為了順利的解決這個必須要解決的技術(shù)難題，目前在這個行業(yè)內(nèi)建立了幾種數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，里面比較典型的代表有STEP和ICES。從目前來說，IGES在我國應(yīng)用的最廣泛，IGES能夠?qū)崿F(xiàn)CAD或CAM之間系統(tǒng)數(shù)據(jù)的相互交換，比較方便，雖然它也有一些缺點(diǎn)，例如模型導(dǎo)入的時間過長、導(dǎo)入后過大、容易丟失模型的部分特征等，但是國內(nèi)的三維測量機(jī)廠商也都將IGES作為推薦模型導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗慕涌跇?biāo)準(zhǔn)比較通用，它為CAD/CAM技術(shù)在世界的推廣和應(yīng)用都起到了很好的促進(jìn)作用。當(dāng)然，目前一些三坐標(biāo)測量機(jī)的軟件開發(fā)商也開發(fā)了一些直接的模型讀入接口，例如CATIA模型直接讀入、UG模型直接讀入等，這些雖然不需要中間的轉(zhuǎn)換過程，但是，這種直接接口一般都需要花比較昂貴的價格進(jìn)行購買。

　　2.2 坐標(biāo)系的找正

　　坐標(biāo)系的找正是三維數(shù)模零件三坐標(biāo)檢測中非常關(guān)鍵的一部分，不管檢測軟件中是否有三維模型的導(dǎo)入，都必須要很好的完成這個工作，將機(jī)器坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系正確的對齊，只有這樣，以后測量的數(shù)值才具備可比性。一般來說，對于箱體類的零件，一般來說都會采用3-2-1的方式建立坐標(biāo)系，根據(jù)零件上互相交錯的點(diǎn)、線、面來確定坐標(biāo)的坐標(biāo)軸位置和坐標(biāo)原點(diǎn)，通過這個坐標(biāo)系來對工件進(jìn)行找正，這是最常用的找正方式，通行用很強(qiáng)。在尋找坐標(biāo)的基準(zhǔn)時，應(yīng)該首先考慮那些便于加工、位置比較恰當(dāng)?shù)奶卣?，最大限度的減小找正誤差，對于已經(jīng)建立好的坐標(biāo)系，還應(yīng)該考慮一些別的因素，例如坐標(biāo)系可以移動、旋轉(zhuǎn)等，以便于后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用。不規(guī)則的零件的坐標(biāo)系找正比箱體類零件復(fù)雜的多，特別是零件中找不到具有明顯特征點(diǎn)的情況，例如三個空心，通常采用方法是量出實(shí)際數(shù)值，并將此與理論數(shù)值對比然后進(jìn)行找正。下面著重的說一下當(dāng)在工件上找不到明確特征的這種情況的處理方法，實(shí)際的測量中，這種現(xiàn)象是普遍存在的，在這種情況下，我們無法將丈量數(shù)值和理論數(shù)值進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹苯訉?yīng)，采取的解決方法一般都是迭代找正。

　　2.3 恰當(dāng)?shù)牟东@理論數(shù)值

　　在完成了三維模型的導(dǎo)入和機(jī)器坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的找正工作后，恰當(dāng)?shù)牟东@理論數(shù)值就變的簡單一些，對于一些比較標(biāo)準(zhǔn)的特征零件，例如箱體、圓軸等，軟件只需要能從CAD數(shù)模上選取識別該特征，可直接對理論數(shù)值進(jìn)行提取。對于自動測量這種情況，機(jī)器可以根據(jù)導(dǎo)入的三維模型而進(jìn)行自動的程序編制，指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)動到特征的理論值附近進(jìn)行數(shù)據(jù)測量，ARCO CAD的用戶可以在使用DMIS語言進(jìn)行測量程序的編寫。

　　2.4 報(bào)表的輸出

　　ARCO Reporter是ARCO軟件中的一個應(yīng)用子程序，它的功能是根據(jù)測量的結(jié)果生成結(jié)果輸出報(bào)告，并且將她與ARCO測量軟件創(chuàng)建的項(xiàng)目互相聯(lián)系起來。在進(jìn)行結(jié)果輸出之前，必須要注意這樣一個問題，在建立輸出報(bào)告以前，必須要有項(xiàng)目的文件、DMIS語言的零件程序或測量輸出文件，盡可能的搜集全面的數(shù)據(jù)，以便于輸出報(bào)告的可信度更高。這樣以后，我們建立的數(shù)據(jù)輸出報(bào)告便可以與后面的多次測量緊密聯(lián)系，以便于得到帶有測試結(jié)果的可打印輸出的報(bào)告。

　　3 結(jié)論

　　上文首先介紹了三坐標(biāo)測量的原理和測量方法，然后介紹了三維數(shù)模的零件三坐標(biāo)檢測的檢測過程，使讀者能夠了解三維模型的導(dǎo)入方法和方式、工件坐標(biāo)系和機(jī)器坐標(biāo)系的找正對齊、理論值的捕獲方法、報(bào)表如何輸出等。希望上文的所有相關(guān)介紹能夠?qū)ο嚓P(guān)的技術(shù)工作人員起到一定的參考意義。

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