三坐標(biāo)測量機的簡介

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1、第一章三坐標(biāo)測量機的概述一、三坐標(biāo)測量機的發(fā)展歷史世界上第一臺測量機是英國FERRANTI公司于1956年研制成功，當(dāng)時的測量方式是測頭接觸工件后，靠腳踏板來記錄當(dāng)前坐標(biāo)值，然后使用計算器來計算元素間的位置關(guān)系。1962年菲亞特汽車公司一位質(zhì)量工程師在意大利都靈創(chuàng)建了世界上第一家專業(yè)制造坐標(biāo)測量設(shè)備的公司，即先在仍然知名的DEA（DigitalElectronicAutomation）公司。隨后，DEA公司先后推出了手動、機動并首先使用氣浮導(dǎo)軌技術(shù)的測量機，也相應(yīng)配備了各種測頭和軟件，使之成為世界上最大的測量機

2、供應(yīng)商之一。1964年，瑞士SIP公司開始使用軟件來計算兩點間的距離，開始了利用軟件進行測量數(shù)據(jù)計算的時代。隨后的國ZEISS公司使用計算機輔助工件坐標(biāo)系代替機械對準(zhǔn)，從此測量機具備了對工件基本幾何元素尺寸、形位公差的檢測功能。隨著計算機的飛速發(fā)展，測量機技術(shù)進入了CNC控制機時代，完成了復(fù)雜機械零件的測量和空間自由曲線曲面的測量，測量模式增加和完善了自學(xué)習(xí)功能，改善了人機界面，使用專門測量語言，提高了測量程序的開發(fā)效率。從90年代開始，隨著工業(yè)制造行業(yè)向集成化、柔性化和信息化發(fā)展，產(chǎn)品的設(shè)計、制造和檢測趨向一

3、體化，這就對作為檢測設(shè)備的三坐標(biāo)測量機提出了更高的要求，從而提出了新一代測量機的概念。其特點是：1、具有與外界設(shè)備通訊的功能；2、具有與CAD系統(tǒng)直接對話的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)協(xié)議格式；3、硬件電路趨于集成化,并以計算機擴展卡的形式,成為計算機的大型外部設(shè)備。到1992年全球就擁有三坐標(biāo)測量機46100臺，工業(yè)發(fā)達的歐美、日韓每6-7臺機床配備一臺三坐標(biāo)測量機，我國三坐標(biāo)測量機生產(chǎn)始于20世紀(jì)70年代，現(xiàn)在已被廣泛應(yīng)用在機械制造、汽車、家電、電子、模具和航空航天等制造領(lǐng)域，并保持快速增長。國內(nèi)外生產(chǎn)三坐標(biāo)的廠家較多如：德國

4、的蔡司、意大利的Cord3、日本的三豐、美國的謝菲爾德，國內(nèi)的?？怂箍怠⑶鄭u雷頓、西安愛德華、北京航空精密機械研究所（303所）、上海機床廠、上海第三機床廠、北京二機床、北京機床研究所、天津大學(xué)和新天光學(xué)儀器廠。二、三坐標(biāo)測量機發(fā)展的意義和作用隨著人們生活水平的提高和制造業(yè)的快速發(fā)展，特別是機床、機械、汽車、航空航天和電子工業(yè)，各種復(fù)雜零件的研制和生產(chǎn)需要先進的檢測技術(shù)；同時為應(yīng)對全球競爭，生產(chǎn)現(xiàn)場非常重視提高加工效率和降低生產(chǎn)成本，其中，最重要的便是生產(chǎn)出高質(zhì)量的產(chǎn)品。為此，必須實行嚴(yán)格的質(zhì)量管理，只有在保證

5、高質(zhì)量生產(chǎn)的前提下，制造業(yè)才能生存和發(fā)展。因此，為確保零件的尺寸和技術(shù)性能符合要求，必須進行精確的測量，因而體現(xiàn)三維測量技術(shù)的三坐標(biāo)測量機應(yīng)運而生，并迅速發(fā)展和日趨完善。三維測量是基于以下的客觀要求發(fā)展起來的。1、越來越多的工件需要進行空間三維測量，而傳統(tǒng)的測量方法不能滿足生產(chǎn)的需要。傳統(tǒng)測量方法是指用傳統(tǒng)測量工具（如千分表、量塊、卡尺等）進行的測量，屬相對測量，因其測量基準(zhǔn)為被加工面，而不是直接的主軸基準(zhǔn)，是一種過度基準(zhǔn)，再加上傳統(tǒng)測量工具本身精度不高，同時人為測量操作隨機性誤差也較大，這些因素導(dǎo)致測量結(jié)果不

6、準(zhǔn)；另一方面?zhèn)鹘y(tǒng)測量工具量程小、被測工件尺寸、形狀受到限制，許多測量任務(wù)（如尺寸大、形狀較復(fù)雜）用傳統(tǒng)測量工具完成不了，且占用機時較長。2、由于機械加工、數(shù)控機床加工及自動加工線的發(fā)展，生產(chǎn)節(jié)拍的加快，加工一個零件僅有幾十分鐘或幾分鐘，要求加快對復(fù)雜工件的檢測。例如：汽車和摩托車都采用流水生產(chǎn)線，每輛車上有幾千甚至上萬個零件，這些零件是由專業(yè)化廠分散生產(chǎn)，最后集中部裝和總裝，每隔幾分鐘就生產(chǎn)出一輛車。3、在制造業(yè)中，大多數(shù)產(chǎn)品都是按照CAD數(shù)學(xué)模型在數(shù)控機床上制造完成的，它與原CAD數(shù)學(xué)模型相比，確定其在加工制

7、造中產(chǎn)生的誤差，就需用三坐標(biāo)測量機進行測量。在三坐標(biāo)測量機的軟件系統(tǒng)中可以用圖形方式顯示原CAD數(shù)學(xué)模型，再按照可視化方式從圖形上確定被測點，得到被測點的X、Y、Z坐標(biāo)值及法向矢量，便可生成自動測量程序。三坐標(biāo)測量機可按法線方向?qū)ぜM行精確測量，獲得準(zhǔn)確的坐標(biāo)測量結(jié)果，也可與原CAD數(shù)學(xué)模型進行比較并以圖形方式顯示，生成坐標(biāo)檢測報告（包括文本報告和圖表報告），全過程直觀快捷，而用傳統(tǒng)的檢測方法則無法完成。4、隨著生產(chǎn)規(guī)模日益擴大，加工精度不斷提高，除了需要高精度三坐標(biāo)測量機的計量室檢測外，為了便于直接檢測工件

8、，測量往往需要在加工車間進行，或?qū)y量機直接串連到生產(chǎn)線上。檢驗的零件數(shù)量加大，科學(xué)化管理程度加強，因而需要各種精度的坐標(biāo)測量機，以滿足生產(chǎn)的需要。5、實現(xiàn)逆向（反求）工程的需要，例如隨著模具生產(chǎn)的發(fā)展，在當(dāng)前的生產(chǎn)制造中往往會碰到這么一種情況，客戶能提供給制造者的只有實物而沒有任何圖紙或CAD數(shù)據(jù)，特別是樣件中有曲線、曲面等很難通過測量獲得其準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)的復(fù)雜模型。在這種情況下，傳統(tǒng)的