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先进制造技术作业

第一篇：先进制造技术作业三坐标测量机在机械加工中的应用机械工程2509201015赵喜鑫摘要：三坐标测量机作为上世纪60年代发展起来的一种测量机器，以其精度高、测量范围广等优点受到越来越普遍的应用。本文介绍了三坐标测量机的发展概况及其在机械加工一些简单的应用。关键词：三坐标测量机CMM逆向检测前言三座标测量机（CoordinateMeasuringMachining以下称CMM），是对工件进行三维测量的具有X、Y、Z三个坐标轴的坐标机器。它是20世纪60年代发展起来的一种新型高效的精密测量仪器。目前，CMM已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。2CMM的分类和主要部件CMM可分为活动桥式测量机、固定桥式测量机、龙门测量机、水平臂式测量机、L式测量机、便携式测量机等几种机型。机床由工作台,X、Y、Z导轨及电脑组成。检测系统采用磁栅或光栅。同时提供标准附件供选用。我公司使用的是购自青岛海克斯康公司alpha龙门式测量机。它有四根立柱行程分别为X=2000mm,Y=3300mm,Z=1500mm，精度为E=5+5L/1000(单位E:μ；L:mm)。数据处理系统CMM配有计算机及软件系统用于数据处理，它可以根据检测要求对工件几何尺寸进行测量，或对工件进行用于逆向工程的测绘。AlphaCMM配置的是PC-DMIS软件系统。PC—DMIS具备了如下先进功能：⑴备完善的测头管理、零件坐标系管理和工件找正功能；⑵实现工件几何特征量的直接测量，并能够完成几何关系的计算、构造和形位公差计算；⑶独特的交互式三维图形功能；⑷脱机情况下可通过计算机模拟进行测量编程；⑸三维空间的模拟，可直接观察到测量机上工件的图像和固定方式，从而可在零件检测前方便地进行各项设置和编程的修正；⑹具备浏览窗口，可清楚地指明被测工件的特征，并允许编程者在编制零件实时地观检测到所有的测量工作；⑺内置的强大报告分析功能，可图形化地展示单个数据点的偏差并包括文字说明；⑻可利用IGS或DMIS实现三座标测量机系统与系统的双向直接连接；⑼可处理二维、三维、线框式和曲面的CAD文件；⑽通过曲线曲面测量软件选项，实现对轮廓形工作的测量与分析；⑾PC-DMIS中的曲线曲面测量软件包使得用户可利用现有CAD曲面模型的优势，从而优化检测程序。操作者只需采用鼠标进行特殊点目标的选择或只是简单地利用测头进行需要信息区域的触发。依据所测曲面的几何量，测量结果沿目前名义矢量方向进行补偿，从而避免了余弦误差。曲线曲面软件为各类叶片、模具、模型和钣金件提供了全新的测量和分析功能。4机器的工作原理与用途将被测工件放置在CMM工作台上，选择合适的测头，移动X，Y，Z三个坐标，对工件进行测量，便可获得被测几何形面上各测点的几何坐标尺寸。这些点的坐标值经过计算机的数据处理，可求出待测几何尺寸和相互位置尺寸以及形位误差值。CMM已由简单的划线测量机和手动系统发展成为高精度的自动检测中心。CMM不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量，而且可以通过与数控机床交换信息，实现对加工的控制，并且还可以根据测量数据，实现逆向工程。5应用举例5.1空间检测CMM不仅仅体现在它的测量精度高外，还能测量传统手工测量所不能测量的尺寸。这主要得益于CMM测座灵活，可根据要求任意旋转测量角度，测量空间尺寸。图1是一定位块，要测量几个孔距。由于这几个孔都不在一个平面上，而且锥体还和侧面有尺寸要求，普通量具无法测量。但是使用CMM就非常简单。首先测量中间大面，找正平面，然后测量一条边，建好坐标系后用测头A0B0角度测量中间图上所有的孔和圆锥，然后用A90B90角度测图1定位块量右图的孔。最后点击“距离”对话框即可求出所了定量地了解模具损耗发生的位置及损耗量的大有尺寸。小，以确定是修复模具还是报废模具，需要对其进5.2辅助检测行检验。通过计算机辅助检验，可以非常方便地实产品零件大批量生产之前，往往需要进行“试现以上检验要求。计算机辅助检验，就是通过CMM生产”，并对“试生产”的零件进行检验，即“首获得实物的三维数据，并将此数据与实物的CAD模件检验”，以保证批量生产的产品满足质量要求。型对正比较，以获取检验结果。另外，当模具使用一定次数以后，会发生损耗，为计算机辅助检验主要包括三个步骤：模型数字图2计算机辅助检验工作流程化、数据对正和检验分析。整个流程如图2所示。模型数字化是计算机辅助检验的关键步骤之一，它的精度直接影响检验的可信度。而CMM正是为它提供实物的表面轮廓数据信息，并以大量的三维坐标点（点云）来表达。然后通过第三方软件如imageware将检验模型和CAD模型对正。对正的过程及对正后的分析比较过程都是在imageware里完成的。