三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的綜合性實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與多功能探索

本文利用ug軟件設(shè)計(jì)了一種三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)專(zhuān)用夾具,介紹了它的總體方案設(shè)計(jì)及主要零部件的三維設(shè)計(jì)過(guò)程,給出了夾具的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)和使用方法,通過(guò)虛擬裝配,證明采用這種夾具是可行的,有一定的應(yīng)用范圍,裝夾靈活、拆卸方便,既提高工作效率,又節(jié)約成本,尤其適用于高校實(shí)驗(yàn)室的教學(xué)、科研與創(chuàng)新環(huán)境。

在三坐標(biāo)測(cè)量的教學(xué)課程中,選取學(xué)生數(shù)控加工作品為教學(xué)測(cè)量?jī)?nèi)容,開(kāi)展項(xiàng)目式教學(xué),在教學(xué)中讓學(xué)生對(duì)自己作品進(jìn)行質(zhì)量評(píng)價(jià)。實(shí)踐教學(xué)表明,該教學(xué)方法能讓學(xué)生更好地掌握現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的知識(shí)和技能,提高了學(xué)習(xí)積極性和主動(dòng)性,學(xué)習(xí)成果較傳統(tǒng)教學(xué)方法更優(yōu)。

以對(duì)減速器箱體進(jìn)行三維模型重構(gòu)為例,介紹了wenzel三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在規(guī)則零件逆向工程中的應(yīng)用。用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)提取鼠標(biāo)的表面數(shù)據(jù),然后導(dǎo)入pro/e軟件進(jìn)行模型重建,介紹了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在自由曲面逆向工程中的應(yīng)用。把重建的曲面模型導(dǎo)入三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用軟件,通過(guò)測(cè)量實(shí)物與模型相比較,評(píng)定了重建后模型的精度。

從實(shí)用角度對(duì)三坐標(biāo)軟件的運(yùn)用進(jìn)行了介紹,特別對(duì)比較難測(cè)量的項(xiàng)目進(jìn)行了分析并提供了準(zhǔn)確的測(cè)量方法,對(duì)測(cè)量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確控制從軟件運(yùn)用等方面進(jìn)行了優(yōu)化。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)廣泛用于各種檢測(cè)中,基于坐標(biāo)測(cè)量原理,可對(duì)空間任意處的點(diǎn)、線(xiàn)、面及相互位置進(jìn)行測(cè)量。在使用pcdmis軟件中,可以通過(guò)程序模塊間的配合、參數(shù)的設(shè)置來(lái)達(dá)到測(cè)量的目的。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)簡(jiǎn)介三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種高效率的精密測(cè)量?jī)x器。它廣泛地用于機(jī)械制造、電子、汽車(chē)和航空航天等工業(yè)中。它可以進(jìn)行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測(cè)。

對(duì)數(shù)學(xué)模型未知的凸輪輪廓測(cè)量,通常采用均勻分度測(cè)量法,測(cè)量時(shí)間較長(zhǎng)、精度差、數(shù)據(jù)量大,為后期數(shù)據(jù)分析帶來(lái)不便。凸輪曲線(xiàn)為規(guī)律曲線(xiàn),有著嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型,沒(méi)有必要對(duì)輪廓上全部點(diǎn)位進(jìn)行測(cè)量?；谝陨显?為了提高凸輪輪廓曲線(xiàn)的檢測(cè)速度和精度,較好的反應(yīng)凸輪輪廓信息,提出了基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(coordinatemeasuringmachine,cmm)的凸輪輪廓自適應(yīng)測(cè)量方法。測(cè)點(diǎn)分布及數(shù)量由凸輪輪廓本身物理特性決定,測(cè)點(diǎn)數(shù)量明顯降低,測(cè)量結(jié)果可反映輪廓光順度,測(cè)量過(guò)程成閉環(huán)形式,自動(dòng)計(jì)算探測(cè)矢量。實(shí)際測(cè)量結(jié)果表明,自適應(yīng)測(cè)量法操作簡(jiǎn)便,效率高,精度可控,具有較高的應(yīng)用推廣價(jià)值。

文中微納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在外尺寸測(cè)量過(guò)程中，探頭與被測(cè)件存在接觸力變形、摩擦力、還有測(cè)頭的各向異性等因素，因此，對(duì)最終的測(cè)量精度有一定的影響。為了進(jìn)一步提高微納米三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度，本文提出了通過(guò)對(duì)量塊標(biāo)準(zhǔn)件進(jìn)行不同角度方向測(cè)量，得到探頭在測(cè)量外尺寸的不同角度方向測(cè)端等效直徑。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明通過(guò)10mm厚度量塊得到的外尺寸測(cè)端等效直徑補(bǔ)償20mm厚度量塊，可以減小一定程度的探頭測(cè)端直徑誤差。

以3d便攜式光學(xué)三維掃描系統(tǒng)與三坐標(biāo)機(jī)接觸式測(cè)頭配合的復(fù)合測(cè)量系統(tǒng)為對(duì)象,介紹了利用接觸式測(cè)量方法和光學(xué)掃描方法獲取零件三維數(shù)據(jù)的步驟,比較了2種方法的優(yōu)缺點(diǎn),并通過(guò)實(shí)例的操作,應(yīng)用2種方法得到了零件的三維幾何數(shù)據(jù),并將數(shù)據(jù)進(jìn)行處理后得到了光滑的曲面.

闡述了逆向工程技術(shù)的含義及其研究?jī)?nèi)容,指出逆向工程技術(shù)中應(yīng)解決的理論問(wèn)題和技術(shù)關(guān)鍵,并說(shuō)明逆向工程技術(shù)的應(yīng)用、發(fā)展和重大意義。

方規(guī)是測(cè)量垂直度的標(biāo)準(zhǔn)器具之一,常規(guī)的方規(guī)校準(zhǔn)方法主要采用專(zhuān)用檢具(見(jiàn)圖1)或光電自準(zhǔn)直儀,利用自封閉原理來(lái)校準(zhǔn)方規(guī)的4個(gè)角的角度偏差。對(duì)于大尺寸的方規(guī)校準(zhǔn)(500mm以上),由于體積大、重量大,對(duì)

為實(shí)現(xiàn)pdc鉆頭的逆向工程,結(jié)合三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量數(shù)據(jù)與pdc鉆頭結(jié)構(gòu)特征,建立了pdc鉆頭布齒法相角、側(cè)傾角等數(shù)值計(jì)算模型,重點(diǎn)解決了測(cè)量數(shù)據(jù)的輸入、可視化以及模型算法實(shí)現(xiàn)等問(wèn)題,并利用matlab完成了布齒參數(shù)分析軟件開(kāi)發(fā).在完成某型號(hào)pdc鉆頭切削齒空間位置測(cè)量后對(duì)其布齒參數(shù)分析及加工誤差計(jì)算的結(jié)果表明,該系統(tǒng)在pdc鉆頭布齒參數(shù)分析等方面使用便捷且可靠性高,具有一定推廣價(jià)值.

介紹圓柱度的概念及常用測(cè)量方法,分析三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)圓柱度的過(guò)程,根據(jù)檢測(cè)過(guò)程闡明引起測(cè)量誤差的因素,給出圓柱度的三坐標(biāo)檢測(cè)需要注意的重要參數(shù)設(shè)置。

簡(jiǎn)述了逆向工程及其關(guān)鍵技術(shù)。介紹了以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為基礎(chǔ)，應(yīng)用pro／e等軟件，通過(guò)測(cè)量控制、數(shù)據(jù)處理、曲線(xiàn)及曲面處理等過(guò)程和方法，在構(gòu)造復(fù)雜曲面模具中的實(shí)際工程應(yīng)用。

逆向工程是從20世紀(jì)末以來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種產(chǎn)品批量生產(chǎn)以及二次開(kāi)發(fā)的新興工程技術(shù),由于與傳統(tǒng)的產(chǎn)品開(kāi)發(fā)順序相反,因此通常被稱(chēng)作逆向工程。本文著重分析逆向工程中零件的反求過(guò)程中需要使用到的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的相關(guān)特點(diǎn),并通過(guò)對(duì)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用討論來(lái)探究逆向工程的開(kāi)發(fā)過(guò)程,并能夠?qū)δ嫦蚬こ痰漠a(chǎn)品開(kāi)發(fā)精度做出準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。

本文針對(duì)工程實(shí)際應(yīng)用的問(wèn)題，利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理及曲面重構(gòu)，獲取了實(shí)物樣件的cad模型。再將cad模型導(dǎo)入三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用軟件，通過(guò)“數(shù)模比對(duì)”，評(píng)定了cad模型的精度。

以汽車(chē)后橋上殼為實(shí)例,分析了反求工程中實(shí)物的測(cè)量方案,并利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)實(shí)物進(jìn)行測(cè)量,對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行處理,在ug軟件中進(jìn)行實(shí)物的建模。

隨著國(guó)內(nèi)鐵路事業(yè)的迅速發(fā)展,對(duì)鐵路運(yùn)輸安全的要求越來(lái)越高。作為車(chē)輛走行部轉(zhuǎn)向架的核心部件構(gòu)架的質(zhì)量安全更是不容忽視。

北京南航立科機(jī)械有限公司是中國(guó)運(yùn)載火箭技術(shù)研究院下屬的專(zhuān)營(yíng)高科技一體化產(chǎn)品的新型實(shí)體。該公司生產(chǎn)的nhl單立柱式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)．為水平臂移動(dòng)（立柱懸臂）式，具有全鋼制結(jié)構(gòu)、開(kāi)放性好、測(cè)量范圍大的特點(diǎn)。廣泛適用于航空、航天、汽車(chē)、

逆向工程也稱(chēng)反求工程,是對(duì)現(xiàn)有三維實(shí)物(樣品或模型),利用三維數(shù)字化測(cè)量設(shè)備準(zhǔn)確、快速測(cè)得輪廓的幾何數(shù)據(jù),并加以建構(gòu)、編輯、修改生成通用輸出格式的曲面數(shù)字化模型,從而生成三維cad實(shí)體數(shù)模、數(shù)控加工程序或快速原型制造所需的模型截面輪廓數(shù)據(jù)。介紹了逆向設(shè)計(jì),以波輪零件為例,分析了曲面零件特征,說(shuō)明了應(yīng)用三維cad軟件建立零件模型過(guò)程和方法,論述了基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的曲面零件的逆向設(shè)計(jì)和驗(yàn)證過(guò)程。

為了提高三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（cmm）的測(cè)量效率，提出多色集合理論模型與人工免疫算法相結(jié)合的方式規(guī)劃cmm自動(dòng)測(cè)量路徑。通過(guò)待測(cè)特征與測(cè)頭特征、測(cè)頭角度和待測(cè)面的關(guān)系建立多色集合圍道矩陣，然后進(jìn)行合取運(yùn)算建立合取圍道矩陣；結(jié)合多色集合理論約束模型，采用人工免疫算法，優(yōu)化全局測(cè)量路徑。實(shí)例表明，該算法提高了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)檢測(cè)效率，并已用于實(shí)際檢測(cè)，具有一定實(shí)踐意義。

葉片型面是整體葉盤(pán)設(shè)計(jì)和加工中的重要參數(shù),能夠顯著影響整機(jī)性能。為了精確測(cè)量整體葉盤(pán)葉片葉型,以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤(pán)測(cè)量方面的應(yīng)用為對(duì)象,提出了用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)三維曲線(xiàn)掃描的方法對(duì)整體葉盤(pán)葉片型面進(jìn)行檢測(cè),并說(shuō)明了幾種不同情況的葉片葉型的計(jì)算處理方法。利用此方法可以避免傳統(tǒng)二維曲線(xiàn)掃描帶來(lái)的余弦誤差,使得計(jì)算結(jié)果更加準(zhǔn)確。

介紹了一種利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量工件內(nèi)膛線(xiàn)螺旋升角、槽寬及其分布均勻性的方法,以數(shù)據(jù)形式反映了內(nèi)膛線(xiàn)的實(shí)際加工狀況。該方法不受人為因素影響,具有操作簡(jiǎn)單、數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠、檢測(cè)速度快等特點(diǎn)。