海克斯康三坐标测量仪的使用

1海克斯康三坐标测量仪的使用测量机的分类移动桥式测量机水平臂测量机龙门式测量机固定桥式测量机测量机的结构和原理坐标测量机的基本原理：是将被测零件放入它允许的测量空间，精确地测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值，将这些点的坐标数值经过计算机数据处理，拟合形成测量元素，如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等，如图所示，再经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其它几何量数据。测量机行程测量机如：09.15.08指的是：测量机X轴行程900mm，测量机Y轴行程1500mm，测量机Z轴行程800mm测量机的工作环境要求温度测量机环境温度的变化主要包括：温度范围、温度时间梯度、温度空间梯度。温度范围：20℃±2℃温度时间梯度：≤1℃/小时&≤2℃/24小时温度空间梯度:≤1℃/米湿度空气相对湿度：25-75％（推荐40％－60％）振动电源一般配电要求如下：电压：交流220V±10%独立专用接地线：接地电阻≤4Ω气源要求无水、无油、无杂质，供气压力：0.5Mpa注意工件的清洁和恒温测量过程简析（视频）测量过程简析---测量过程演示（视频）1、准备工作1）工件、图纸分析2）工件清洁3）工件装夹4）测头校验2、（测量程序已编辑完成）执行程序检测3、输出结果，判断工件尺寸是否合格。执行程序图纸分析生成报告测量机开关机测量机的开机开机前准备工作：A.检查机器的外观及机器导轨是否有障碍物，B.并对导轨及工作台面进行清洁；C.检查温度、湿度、气压、配电等是否符合要求；坐标测量机开机操作:A.打开气源（气压高于0.5MPA）；B.开启控制柜电源，系统进入自检状态（操纵盒所有指示灯全亮），开启计算机电源；C.系统自检完毕（操纵盒部分指示灯灭），按machinestart按钮加电；D.加电后，启动PC-DMIS软件，测量机进行回机器零点过程；E.回机器零点完成后，PC-DMIS进入正常工作界面，测量机进入正常工作状态。坐标测量机关机操作:A.首先将测头移动到安全的位置和高度（避免造成意外碰撞）B.退出PC-DMIS软件，关闭控制系统电源和测座控制器电源；C.关闭计算机，关闭气源。测量机的关机新建程序和软件界面介绍新建测量程序文件—新建程序输入零件名称，注意测量单位PC-DMIS操作窗口介绍PC-DMIS操作窗口介绍报告窗口操纵盒讲解NJB操纵盒（加电键）手动采点时必须按亮采点时必须按亮DEA、SHEFFIELD操纵盒的使用手动采点时必须按亮采点时必须按亮测头读数窗口使用快捷键：CTRL+W可以打开测头读数窗口，用于显示当前测头所在位置的坐标值常见控制柜的开关DC800控制柜常用的控制柜类型，如下图所示：DC240控制柜UMP360控制柜DC241控制柜开关1开关2开关开关开关测头校验测头校验的目的1、获得测针的有效直径。22由于测头触发有一定的延迟，以及测针会有一定的形变，测量时测头有效直径会小于该测针宝石球的理论直径。所以需要通过校验得到测量时的有效直径，对测量进行测头补偿。2.获得各个角度与参考测针的关联关系参考测针校验测头时，第一个校验的角度是所有测头角度的参考基准（角度A0B0）。校验测头，实际上就是校验各个角度与第一个校验的角度之间的关系。所以要先校验参考测针。测头补偿：测量零件时，接触点的坐标是通过红宝石球中心点坐标加上或减去一个红宝石球的半径得到的，所以必须通过校验得到测量时测针的有效直径。校验之前需要了解的3个概念：1.测头角度定义1.测头角度：测量工件往往需要多个角度才能完成，测头角度是怎样定义呢？0o思考题：A角（）B角（）？校验之前需要了解的3个概念：2.校验工具（标准球）定义校验测头的工具是一个固定在机器上的标准球，标准球可以有不用的方向，为了避免校验测头时测针和支撑杆干涉，需要告知标准球的摆放方向标准球的方向是指支撑杆指向球的方向，用I，J，K来表示与X轴夹角的余弦值称之为I;与Y轴夹角的余弦值称之为J;与Z轴夹角的余弦值称之为K.校验工具（标准球）例如：此标准球支撑方向与X.Y.Z轴向夹角分别为(135°，90°，45°)所以其矢量为(cos(135°)，cos(90°),cos(45°))，即为（-0.707,0,0.707）。X+Z+标准球的方向标准球方向是如何定义的校验之前需要了解的3个概念：2.校验工具（标准球）定义25Z+Y+(0,-1,0)(-1,0,0)(0,0,1)(1,0,0)X+Z+Z+Y+X+(0.707,0,0.707)(0,0.707,0.707)(0,-0.707,0.707)常用标准球支撑矢量图示(0,1,0)（-0.707,0,0.707）校验之前需要了解的3个概念：3.运动参数设置•逼近回退距离•移动速度，触测速度26快速移动慢速移动27校验测头步骤---加载、配置测头（一）1、插入--硬件定义--测头菜单中选择进入测头功能窗口或者编辑（F9）加载测头命令1）定义测头文件2）定义测头配置将光标点击未定义测头的提示语句，在测头说明的下拉菜单中选择使用的测座型号，在右侧窗口中会出现该型号的测座图形，依次定义完测座、测头、测针。①定义测头文件名称②配置测头文件校验测头步骤---添加角度（二）28①②③④添加角度A:0B:0A:90B:180A:45B:90校验测头步骤---参数设置（三）29点击“测量”按钮，在弹出来的测头检验进行参数设置。②③①④⑤校验模式：用户定义层数：3层起始角：0度终止角：90度起始角0度终止角90度(0,0,1)⑥点“是”弹出对话框提示：必须先校验1号测针T1A0B0，以使它们互相关联。校验测头步骤---校验测头（四）30①②③使用操纵杆控制测量机用测针在标准球与测针正对的最高点处触测一点最高点选择“是-手动采点定位工具”校验测头步骤---查看校验结果（五）31StdDev”是校验结果的标准差，这个误差应越小越好。校验后无星号角度和测头的调用•所有编辑过的测头文件都会被保存在相应的路径下，如需要调用，按下图所示，点击所需的测头文件名，即可完成测头调用。什么时候需要重新校验测头？1、测量系统发生碰撞使用的测针角度全部校验。2、测头部分更换测针或者重新旋紧此时需要测针角度全部校验。3、增加新角度先校验参考测针“A0B0”，再校验新添加的角度。当校验结果偏大时，检查以下几个方面：1、测针配置是否超长或超重或刚性太差（测力太大或测杆太细或连接太多）；2、测头组件或标准球是否连接或固定紧固；3、测尖或标准球是否清洁干净，是否有磨损或破损；标定工具是否移动的操作？（1）如果是第一次校验，需要选择“是-手动采点定位工具”（2）如果是重新校测针验：标准球没有移动则需要点击“否”，自动测量；（3）如果是重新校测针验：标准球移动过，需要先校验参考测针（A0B0），并且点击“是-手动采点定位工具”。添加测头角度的其他方法：小技巧351、批量添加测头角度如图所示，A角从-90～90每个45度，B角从0～180每个90，的角度都将被自动添加2、在矩阵表中选取纵坐标是A角，横坐标是B角，其间隔是当前定义测座可以旋转的最小角度。使用者可以按需要选择。如何编辑测头组件的显示如图所示，图形窗口中显示了所有的测头组件。如果只想显示传感器TESASTAR-P和测针TIP3BY20MM两个组件该如何操作？小技巧36双击需要隐藏的组件，将“显示整个组件”钩掉，则隐藏该部分如何累加显示校验结果默认情况下，PC-DMIS只保留最后一次的测头校验结果，如何才能保存所有的校验结果便于检测问题的追溯呢？打开“设置”对话框，勾选“将校验结果附加到结果文件”复选框，校验结果都会被保存起来。小技巧3738附录：测头组件手动特征•坐标系：笛卡尔直角坐标系，遵循右手定则，三条互相垂直的坐标轴和三轴相交的原点，构成了三维直角坐标系；•讲解手动特征前需要学习的几个概念---坐标系和坐标（1）40•坐标：空间任意一点投影到三轴就会有三个相应的数值，即三轴的坐标坐标，就能对应找到空间的点的位置。•讲解手动特征前需要学习的几个概念---矢量（2）图中点P矢量方向I,J,K，分别为与X,Y,Z三根轴夹角的余弦值I=COS(α)J=COS(β)K=COS(γ)最终点P在三维直角坐标系中表示为：在三维直角坐标系中的点，除了有位置外，还要有方向---矢量工作平面是测量时的视图平面，类似图纸的三视图。42讲解手动特征前需要学习的几个概念---工作平面（3）共有六个工作平面：X正、X负Y正、Y负Z正、Z负投影平面是测量二维几何特征时需要的使用平面，如图：43讲解手动特征前需要学习的几个概念---投影平面（4）同样的测点投影到不同的平面上，得到特征的也不一样。因此，测量二维元素前一定需要选择相应的投影平面。如图所示，软件默认“工作平面”为投影平面，当工作平面改变时投影平面也随着改变。如果要指定一个平面为投影平面手动特征•PC-DMIS软件包括以下手动特征类型：44表达式：XYZIJK点（1D元素）手动特征45XYZ是直线中点的坐标值IJK直线的矢量方向：从第一个测量点指向第二个测量点表达式：XYZIJK直线（2D元素）常规几何特征及其属性46表达式：XYZIJKD（直径）XYZ是圆心的坐标值，IJK是圆投影平面的矢量圆（2D元素）常规几何特征及其属性47平面（3D元素）表达式：XYZIJKXYZ是面质心的坐标值，IJK是平面的矢量（平面法线方向）常规几何特征及其属性48圆柱（3D元素）表达式：XYZIJKD（直径）H（高度）XYZ是圆柱质心的坐标值，IJK是圆柱的矢量，由第一层指向最后一层常规几何特征及其属性49圆锥（3D元素）表达式：XYZIJKH（高度）D1（顶部测量圆直径）D2（底部测量圆直径）XYZ是圆柱质心的坐标值，IJK是圆锥的矢量（由小端指向大端）常规几何特征及其属性50表达式：XYZIJKD（直径）XYZ是面质心的坐标值，IJK是球的矢量（工作平面矢量方向）球（3D元素）手动特征—状态窗口51通过“视图”---“其他窗口”---“状态窗口”将测量特征的状态窗口打开。当测量完特征按下“确定”键后，状态窗口会显示所测特征的测量值和形状误差，便于测量人员监控测量特征的状态圆槽（2D元素）•首先选中手动测量特征中的圆槽，•然后再槽上至少采六点，通常在竖直每侧采两点在圆弧上各采一点。或者，可以在每条圆弧上采三点。52•首先选中手动测量特征中的方槽，•然后在方槽上最少采五个测点，两个点在槽的长边上，其他的每个点分布在剩下的三条边上。这些点采集必须沿着顺时针或者逆时针方向。方槽（2D元素）测量技巧图形窗口从图形窗口可以看到测量完的特征。图形窗口操作：鼠标右键：平移按住鼠标中键：旋转滚动鼠标中键：缩放图形窗口手动特征测量注意事项•1、尽量测量零件的最大范围，合理分布测点位置和测量适当的点数。•2、触测时应按下慢速键，控制好触测速度，测量各点时的速度要一致。•3、测量二维元素时，须确认选择了正确的工作（投影）平面。54附录：几何特征测量策略-推荐测点数55附录：几何特征测量策略-推荐测点位置及分布56手动坐标系58机器坐标系和工件坐标系机器坐标系:工件坐标系:一般以工件基准建立唯一的坐标系，机器的零点轴向X+Z+Y+原点X+Z+Y+原点为什么要建立工件坐标系？（3个原因）1、根据工件基准，建立工件坐标系，按照工件坐标系的方向，才能得到正确的距离。59Z+X+Z+X+工件坐标系机器坐标系√工件坐标系的三个作用2、在图纸上，尺寸一般是从基准开始标注的。按基准建立工件坐标系后，可以很容易得到被测特征的坐标值。60(69,90)X+Y+原点3、编写完成的程序可以实现工件的批量测量。零件坐标系的建立方法61坐标系分为6个自由度，这6个自由度分别为:三个平动的自由度：X0、Y0、Z0三个转动的自由度：Rx、Ry、Rz只要限制住6个自由度，就可以建立一个固定的坐标系。1、找正：找正工件坐标系第一轴，使用第一基准平面特征的矢量方向确定坐标系的第一轴向（确定一个坐标平面）））2、旋转：围绕第一轴，旋转确定第二轴，第三轴方向也同时确定。第二基准面