双CCD交汇测量物体落点坐标设计研究

[摘要] 测量物体的落地点坐标在打击精确度测试中具有重大的意义。在当前的武器打击精准度测量中有多种测测量方法，如光幕靶测量、声靶测量。这些测量方法都有各自的缺陷。针对以上的问题本文提出了以转镜为基础的双CCD 交汇测量进行设计研究。经过测试转镜式测量方法比其余的方法更具有优越性。本文设计了测试的总体方案，并进行了具体实验，将有效的数据进行处理分析，分析结果显示该测试方案误差小，性能好，动态响应快，能够满足测试场的精度要求。

[关键词] 双CCD交汇测量高速扫描系统坐标精度校准

1 前言

双CCD交汇测量技术是远距离激光高速扫描光电测量技术，在对远距离和大视场的空间目标进行定位测量中显示出独特的优越性，因此在目标的追踪测量中有极其广泛的应用。双CCD测量技术作为空间定位装置，首要的问题就是如何能够提高测量的精确度。影响坐标精确度的原因很多，但是究其主要因素是光斑中心位置的精确确定。光斑的中心的确定将直接影响图像中心位置的确定，进而影响光斑中心的确定。

本文设计主要运用双CCD构建的光斑中心空间定位的系统结构，并给出光斑中心坐标的计算公式。通过对不同落点的多次测量计算，并与实际坐标比对，计算分析误差。

2 测试系统与数学建模

图1双CCD交汇测量系统框图

图2物象坐标关系

2.1测试方案

测试的总体方案如图1所示，激光转镜式高速扫描系统扫描被测区域的目标点，并且将激光能平稳地打在被测的物体上。双CCD在同步触发电路的作用下高频率采集图像，并将所筛选的目标图像传送至终端进行计算分析。

2.2数学建模

在平行于水平面的平面内放置两台CCD相机，使其主光轴的交汇点与被测区域的几何中心重合。根据水平校准将两台CCD相机的水平光轴平行于被测平面，且光轴的交汇点与被测平面的几何中心重合。两相机视场的交汇部分形成有效靶区，根据相机的视场角来确定相机与被测区域几何中心的距离。当弹丸飞过

三坐标测量仪应用浅谈

三坐标测量仪应用浅谈-机械制造论文三坐标测量仪应用浅谈思瑞测量技术(深圳)有限公司 1 三坐标测量房间温度、湿度要求在工业生产领域，我们会经常的碰到这种各样的问题，其中测量问题应该是最大的问题，因此人们为了能够提高工业产品的精度，研发出了一些先进的测量工具，这些工业测量工具能够有助于我们制造的工业产品更加符合标准，同时也是未来工业领域发展的必然要求。目前三坐标在工业生产中应用的范围非常的广泛，因为能够解决高精度的几何零件和曲面测量问题，同时在工业生产中一些比较复杂的零件也可以借助三坐标进行测量，同时还能够进行接触与非接触的连续扫描，能够在最大限度上提供最精准的数据。在国内三坐标品牌中，思瑞测量生产的三坐标已连续五年生产和销量第一。我们都知道高精尖的测量仪器，对于测量室的温度、湿度要求比较高，因此我们在进行测量的时候，必须能够保证测量室的温度、适度符合相关的需求，只有这样才能发挥测量仪器的最大功用。首先，如果是温度或者湿度与要求的值相差太大的话，可能直接影响测量的结果。目前三坐标测量仪使用的温度一般控制在20℃±2℃，因此我们尽可能的保证我们测量室内的温度控制在这个范围内，这样才能提高测量的精准度。其次，湿度也要控制在50%±10%的范围内。湿度如果太大，一方面影响测量的准确度，另一方面也能影响测量机的使用寿命，如果我们的测量室在南方，那么在夏季（即使在冬季），我们对于测量室内的湿度更应该进行严格的控制，需要抽湿机或者其它的除湿设备保证室内湿度符合规定范围。湿度的增加也

能够直接锈蚀三坐标测量仪的某些关键核心部件，直接损害仪器。湿度相比较温度对于三坐标测量仪的影响会更大，因此必须将湿度控制在50%±10%的范围内，避免湿度、温度过高或者过低对于仪器产生影响，三坐标本身仪器的价格比较贵，最好能够妥善的保护，最好能设立专门的测量室。 2 三坐标测量仪构成及功能简介工业现代化水平的不断提高，要求必须有先进的仪器作为支撑，因为本身工业生产领域需要大量的测量工作，因此先进的测量仪器成为了关键性的工具，很多实力比较强的工业生产厂家，都有自己专门的测量部门，同时为了提高测量的精度和准确度，购买了大量的先进的测量仪器，目的就是能够保证工业产品的质量，这里我们简单介绍一种应用范围比较广泛的测量仪器——三坐标测量仪。目前在工业测量领域发挥重大的作用，如：在汽车零部件测量、模具测量、齿轮测量、五金测量、电子测量、叶片测量、机械制造等方面均发挥了极为重要作用的仪器，那就是三坐标测量仪。在国内品牌中主要生产三坐标测量仪的厂家——思瑞测量，近年来生产和销量排名连续五年第一。三坐标测量仪在测量方面发挥着重要的作用，它是怎样构成的呢？这也是目前很多想了解此设备的人关注的问题。三坐标测量仪的构成及功能如下： 1、工作台（一般采用花岗石），用于摆放零件支撑桥架；工作台放置零件时，一般要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支撑。要求零件固定要可靠，不使零件受外力变形或其位置发生变化。大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上固定后测量。 2、桥架，支撑Z 滑架，形成互相垂直的三轴；桥架是测量机的重要组成

CCD图像传感器详解汇总

CCD图像传感器 CCD（Charge Coupled Device）全称为电荷耦合器件，是70年代发展起来的新型半导体器件。它是在MOS集成电路技术基础上发展起来的，为半导体技术应用开拓了新的领域。它具有光电转换、信息存贮和传输等功能，具有集成度高、功耗小、结构简单、寿命长、性能稳定等优点，故在固体图像传感器、信息存贮和处理等方面得到了广泛的应用。CCD图像传感器能实现信息的获取、转换和视觉功能的扩展，能给出直观、真实、多层次的内容丰富的可视图像信息，被广泛应用于军事、天文、医疗、广播、电视、传真通信以及工业检测和自动控制系统。实验室用的数码相机、光学多道分析器等仪器，都用了CCD 作图象探测元件。一个完整的CCD器件由光敏单元、转移栅、移位寄存器及一些辅助输入、输出电路组成。CCD工作时，在设定的积分时间内由光敏单元对光信号进行取样，将光的强弱转换为各光敏单元的电荷多少。取样结束后各光敏元电荷由转移栅转移到移位寄存器的相应单元中。移位寄存器在驱动时钟的作用下，将信号电荷顺次转移到输出端。将输出信号接到示波器、图象显示器或其它信号存储、处理设备中，就可对信号再现或进行存储处理。由于CCD光敏元可做得很小（约10um），所以它的图象分辨率很高。一．CCD的MOS结构及存贮电荷原理 CCD的基本单元是MOS电容器，这种电容器能存贮电荷，其结构如图1所示。以P型硅为例，在P型硅衬底上通过氧化在表面形成SiO2层，然后在SiO2上淀积一层金属为栅极，P型硅里的多数载流子是带正电荷的空穴，少数载流子是带负电荷的电子，当金属电极上施加正电压时，其电场能够透过SiO2绝缘层对这些载流子进行排斥或吸引。于是带正电的空穴被排斥到远离电极处，剩下的带负电的少数载流子在紧靠SiO2层形成负电荷层（耗尽层），电子一旦进入由于电场作用就不能复出，故又称为电子势阱。当器件受到光照时（光可从各电极的缝隙间经过SiO2层射入，或经衬底的薄P型硅射入），光子的能量被半导体吸收，产生电子-空穴对，这时出现的电子被吸引存贮在势阱中，这些电子是可以传导的。光越强，势阱中收集的电子越多，光弱则反之，这样就把光的强弱变成电荷的数量，实现了光与电的转换，而势阱中收集的电子处于存贮状态，即使停止光照一定时间内也不会损失，这就实现了对光照的记忆。

三坐标测量机测量原理

三坐标测量机测量原理三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三坐标测量机的组成： 1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它); 2，测头系统; 3，电气控制硬件系统; 4，数据处理软件系统(测量软件); 三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为C AD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机) 逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3 轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)-->设计à制造逆向工程设备： 1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征); 2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构; 3， CAD/CAE/CAM软件; 4，数控机床;逆向工程中的技术难点： 1，获得产品的数字化点云(测量扫描系统);

2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体(逆向工程软件); 3，与CAD/CAE/CAM系统的集成;(通用CAD/CAM/CAE软件) 4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师(人员); 三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三坐标测量机的组成：1，主机机械系统(X、Y、Z三轴或其它); 2，测头系统; 3，电气控制硬件系统; 4，数据处理软件系统(测量软件);三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。正向工程：产品设计-->制造-->检验(三坐标测量机) 逆向工程：早期：美工设计-->手工模型(1：1)-->3 轴靠模铣床当今：工件(模型)-->3维测量(三坐标测量机)--> 设计à制造逆向工程设备： 1，测量机：获得产品三维数字化数据(点云/特征); 2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构; 3， CAD/CAE/CAM软件; 4，数控机床;

三坐标测量仪构成及功能简介

三坐标测量仪构成及功能简介工业现代化水平的不断提高，要求必须有先进的仪器作为支撑，因为本身工业生产领域需要大量的测量工作，因此先进的测量仪器成为了关键性的工具，很多实力比较强的工业生产厂家，都有自己专门的测量部门，同时为了提高测量的精度和准确度，购买了大量的先进的测量仪器，目的就是能够保证工业产品的质量，下面思瑞测量为大家简单介绍一种应用范围比较广泛的测量仪器——三坐标测量仪。 1、工作台（一般采用花岗石），用于摆放零件支撑桥架；工作台放置零件时，一般要根据零件的形状和检测要求，选择适合的夹具或支撑。要求零件固定要可靠，不使零件受外力变形或其位置发生变化。大零件可在工作台上垫等高块，小零件可以放在固定在工作台上的方箱上固定后测量。 2、桥架，支撑Z 滑架，形成互相垂直的三轴；桥架是测量机的重要组成部分，由主、附腿和横梁、滑架等组成。桥架的驱动部分和光栅基本都在主腿一侧，附腿主要起辅助支撑的作用。滑架使横梁与有平衡装置的Z 轴连接；滑架连接横梁和Z 轴，其上有两轴的全部气浮块和光栅的读数头、分气座。 3、导轨，具有精度要求的运动导向轨道，是测量基准。导轨是气浮块运动的轨道，是测量机的基准之一。压缩空气中的油和水及空气中的灰尘会污染导轨，造成导轨道直线度误差变大，使测量机的系统误差增大，影响测量精度。要保持导轨道完好，避免对导轨磕碰，定期清洁导轨。 4、光栅系统（光栅、读数头、零位片），是测量基准。光栅系统是测量机的测长基准。光栅是刻有细密等距离刻线的金属或玻璃，读数头使用光学的方法读取这些刻线计算长度。另外在光栅尺座预置有温度传感器，便于有温度补偿功能的系统进行自动温度补偿。例如思瑞Croma系列的三坐标测量仪采用了欧洲进口的光栅尺，系统分辨率可达0.078μm。 5、驱动系统（伺服电机、传动带）。驱动系统由直流伺服电机、减速器、传动带、带轮等组成。驱动系统的状态会影响控制系统的参数，不能随便调整。 6、空气轴承和空气轴承气路系统（过滤器、开关、传感器、气浮块、气管）。空气轴承（又称气浮块）是测量机的重要部件，主要功能是保持测量机的各运动轴相互无摩擦，由于气浮块的浮起高度有限而且气孔很小，要求压缩空气压力稳定且其中不能含有杂质、油，也不能有水。过滤器系统是气路中的最后一道关卡，由于其过滤精度高，非常容易被压缩空气中的油污染，所以一定要有前置过滤装置和管道进行前置过滤处理。气路中连接的空气开关和空气传感器都具有保护功能，不能随便调整。目前思瑞三坐标测量仪在工业测量领域行业中，如：在汽车零部件测量、模具测量、齿轮测量、五金测量、电子测量、叶片测量、机械制造等方面均发挥了极为重要的作用。

三坐标测量机测量原理

三坐标测量机测量原理 sally 2010-2-11 12:11:54 三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三坐标测量机的组成：1，主机机械系统（X、Y、Z三轴或其它）；2，测头系统；3，电气控制硬件系统；4，数据处理软件系统（测量软件）；三坐标测量机在现代设计制造流程中的应用逆向工程定义：将实物转变为CAD模型相关的数字化技术，几何模型重建技术和产品制造技术的总称。广义逆向工程：包括几何逆向，工艺逆向，材料逆向，管理逆向等诸多方面的系统工程。正向工程：产品设计-->制造-->检验（三坐标测量机）逆向工程：早期：美工设计-->手工模型（1：1）-->3轴靠模铣床当今：工件（模型）-->3维测量（三坐标测量机）-->设计à制造逆向工程设备：1，测量机：获得产品三维数字化数据（点云/特征）；2，曲面/实体反求软件：对测量数据进行处理，实现曲面重构，甚至实体重构；3，CAD/CAE/CAM软件；4，数控机床；逆向工程中的技术难点：1，获得产品的数字化点云（测量扫描系统）；2，将点云数据构建成曲面及边界，甚至是实体（逆向工程软件）；3，与CAD/CAE/CAM系统的集成；（通用 CAD/CAM/CAE软件）4，为快速准确地完成以上工作，需要经验丰富的专业工程师（人员）；

三坐标测量机的介绍及应用领域

三坐标测量机的介绍及应用

摘要：我公司是专业提供机械测量解决方案的服务提供商，包括三坐标测量、径向跳动测量等。根据我们多年为客户提供服务的实战经验，本文就三坐标测量机的定义，测量原理，测量方法，以及应用等内容进行详细的讲解。一、三坐标测量机的介绍三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三次元。二、三坐标测量机测量原理三坐标测量机是测量和获得尺寸数据的最有效的方法之一，因为它可以代替多种表面测量工具及昂贵的组合量规，并把复杂的测量任务所需时间从小时减到分钟。三坐标测量机的功能是快速准确地评价尺寸数据，为操作者提供关于生产过程状况的有用信息，这与所有的手动测量设备有很大的区别。将被测物体置于

三坐标测量空间，可获得被测物体上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体的几何尺寸，形状和位置。三、三坐标使用方法： CMM按测量方式可分为接触测量和非接触测量以及接触和非接触并用式测量，接触测量常于测量机械加工产品以及压制成型品、金属膜等。本文以接触式测量机为例来说明几种扫描物体表面，以获取数据点的几种方法，数据点结果可用于加工数据分析，也可为逆向工程技术提供原始信息。扫描指借助测量机应用PC- DMIS软件在被测物体表面特定区域内进行数据点采集。此区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线。扫描类型与测量模式、测头类型及是否有CAD文件等有关，状态按纽（手动/DCC）决定了屏幕上可选用的“扫描”（SCAN）选项。若用DCC方式测量，又具有CAD 文件，那么扫描方式有“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）、“面片”（PATCH）、“截面”（SECTION）及“周线”（PERIMETER）扫描。若用DCC方式测量，而只有线框型CAD文件，那么可选用“开线”（OPEN LINEAR）、“闭线”（CLOSED LINEAR）和“面片”（PATCH）扫描方式。若用手动测量模式，那么只能用基本的“手动触发扫描”（MANUL TTP SCAN）方式。若在手动测量方式，测头为刚性测头，那么可用选项为“固定间隔”（FIXED DELTA）、“变化间隔”（VARIABLE DELTA）、“时间间隔”（TIME DELTA）和“主体轴向扫描”（BODY AXIS SCAN）方式。注意事项：正确使用三坐标测量仪对其使用寿命、精度起到关键作用，应注意以下几个问题： 1、工件吊装前，要将探针退回坐标原点，为吊装位置预留较大的空间；工件吊装要平稳，不可撞击三坐标测量仪的任何构件。 2、正确安装零件，安装前确保符合零件与测量机的等温要求。 3、建立正确的坐标系，保证所建的坐标系符合图纸的要求，才能确保所测数据准确。 4、当编好程序自动运行时，要防止探针与工件的干涉，故需注意要增加拐点。

三坐标测量机设计文档

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第一章概论 1.1三坐标测量机的发展现状三坐标测量机是近些年来发展起来的一种高效的新型精密测量仪器。它广泛地用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测，例如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、齿轮、形体等空间型面的测量。此外，还可用于划线、定中心孔、光刻集成线路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率高、性能好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。进入60年代以来，工业生产有了很大的发展，特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业兴起后，各种复杂零件的研制和生产需要先进的检测技术与仪器，因而体现三维测量技术的三坐标测量机应运而生，并迅速发展和日趋完善。三坐标测量机的出现是标志计量仪器从古典的手动方式向现代化自动测试技术过渡的一个里程碑。三坐标测量机在生产的各个方面对三维测量技术有着重要作用。三坐标测量机作为现代大型精密仪器，已越来越显示出它的重要性和广阔的发展前景。它可方便地进行空间三维尺寸的测量，可以实现在线检测及自动化测量。它的优点是：①通用性强，可实现空间坐标点的测量，方便地测量出各种零件的三维轮廓尺寸和位置精度；②测量精确可靠；③可方便地进行数据处理与程序控制。因而它可纳入自动化衙门和柔性加工线中，并成为一个重要的组成部分。三坐标测量机基于坐标测量原理。坐标测量机的发展与其它事物一样，是由简单到复杂逐步形成的。早期出现的测长机可在一个坐标方向上进行工件长度的测量，即是单坐标测量机，仅完成一维测量。后来出现的万能工具显微镜具有X与Y两个坐标方向移动的工作台，可测量平面上各测点的坐标位置。因此，从理论上讲，三维测量可对空间任意处的点、线、面及相

(完整word版)三坐标测量机检测实验报告

专业及班级：姓名：学号：实验二：三坐标测量机检测一、实验目的：通过观察三坐标测量机的检测过程，分析检测的基本原理，掌握三坐标测量机的日常操作过程。二、实验设备：西安爱德华MQ686三坐标测量仪及其辅助设备。设备简介：机械整体结构采用刚性结构好、质量轻的全封闭框架移动桥式结构。其结构简单、紧凑、承载能力大、运动性能好。固定优质花岗岩工作台：具有承载能力强、装卸空间宽阔、便捷的功能。 Y向导轨：采用燕尾式，定位精度高，稳定性能好。三轴采用优质花岗岩，热膨胀系数小，三轴具有相同的温度特性，因而具有良好的温度稳定性、抗实效变形能力，刚性好、动态几何误差变形小。三轴均采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的静压气浮式导轨，轴承跨距大，抗角摆能力强，阻力小、无磨损、运动更平稳。横梁采用精密斜梁设计技术（已获专利），重量轻、重心低、刚性强，动态误差小，确保了机器的稳定。 Z轴采用气缸平衡装置，极大的提高了Z轴的定位精度及稳定性。控制系统采用德国知名的SB专用三坐标数控系统，具有国际先进的上下位机式的双计算机系统，从而极大地提高系统的可靠性和抗干扰能力，降低了维护成本。三、实验原理：三坐标测量机：由三个运动导轨，按笛卡尔坐标系组成的具有测量功能的测量仪器，称为三坐标测量机，并且由计算机来分析处理数据（也可由计算机控制，实现全自动测量），是一种复杂程度很高的计量设备。三坐标测量机是一种高效、新颖的精密测量仪器。它广泛应用于机械制造、仪器制造、电子工业、航空工业等各领域。分类：按其精度分为两大类：计量型：（UMM）1.5 μm+2L/1000 一般放在有恒温条件的计量室内，用于精密测量分辨率为0.5μm，1或2μm，也有达0.2μm的；生产型：（CMM）一般放在生产车间，用于生产过程的检测，并可进行末道工序的精加工，分辨率为5μm或10μm，小型生产测量机也有1μm或2μm的。按结构分为：悬臂式、龙门式、桥式、铣床式按控制方式分为：手动式、自控式

三坐标测量机的设计概述

目录第1章绪论 (1) 1.1三坐标测量机的应用与发展 (1) 1.2三坐标测量机测量原理 (4) 1.2.1三坐标测量机的组成： (5) 1.2.2三坐标测量机的结构特点： (5) 1.3设计要求 (6) 1.4主要参数的设定 (6) 第2章三坐标测量进给系统的设计计算 (7) 2.1进给系统电动机的容量的选择 (7) 2.1.1电动机容量的选择原则 (7) 2.1.2步进电动机的概述 (7) 2.1.3步进电动机的容量的计算 (7) 2.2轴概述 (8) 2.2.1轴的用途 (8) 2.2.2轴设计的主要内容 (8) 2.2.3轴的材料 (8) 2.3轴的结构设计 (8) 2.3.1拟定轴上零件的装配方案 (9) 2.3.2轴上零件的定位 (9) 2.3.3轴的结构设计 (9) 2.3.4初步设计轴的最小直径 (10) 2.3.5拟定轴上零件的装配方案 (11) 2.3.6根据轴向定位的要求确定轴的个段直径和长度 (11) 2.3.7轴上零件的轴向定位 (12) 2.3.8确定轴上圆角和倒角尺寸 (12) 2.4丝杠螺母副的选用计算 (12) 2.4.1丝杠螺母的导程的确定 (12) 2.4.2.确定丝杠的等效转速 (12) 2.4.3丝杠的等效负载 (13) 2.4.4确定丝杠所受的最大动载荷 (13) 2.4.5临界压缩负荷 (13) 2.4.6临界转速验算 (14) 2.4.7计算轴承动载荷 (14) 2.4.8丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算 (15)

2.5丝杠的扭转刚度 (15) 2.6传动精度计算 (16) 2.7导轨的选型及计算 (16) 2.7.1滚动导轨的结构及配置 (16) 2.7.2滚动导轨副的预紧 (17) 2.7.3滚动导轨副润滑防护 (17) 第3章夹具的初步设计 (18) 3.1夹具介绍 (18) 3.2机床夹具的基本要求 (18) 3.3机床夹具概述 (19) 3.3.1夹具的作用： (19) 3.3.2夹具的组成 (19) 第4章三坐标测量机的测头装置 (20) 4.1传感器的原理 (20) 4.2电感传感器 (20) 结论 (22) 参考文献 (23) 致谢 (24)

三坐标测量机的论述及发展前景

龙源期刊网 https://www.360docs.net/doc/973074708.html, 三坐标测量机的论述及发展前景作者：刘晓青来源：《中小企业管理与科技·上旬刊》2015年第11期摘要：三坐标测量机的问世，不仅解决了复杂零件研制急需先进检测仪器和检测技术的难题，而且还迎合了产品更新节奏的加快，对产品检测速度的要求，因此三坐标在测量领域得到广泛的应用，体现出它的重要性和广阔的发展前景。关键词：三坐标；现状；趋势；不足；前景目前三坐标测量仪主要用于机械、航空航天、汽车零部件、五金、模具等行业的轮廓和表面形状尺寸、角度及位置、齿轮、凸轮、蜗轮、蜗杆、叶片、曲线、曲面测量，也可以对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测，从而完成零件检测、外形测量、过程控制等任务。在实际的生产、加工、检验方面起着举足轻重的作用。世界上第一台三坐标测量机是在1959年英国诞生的。如今据统计三坐标测量机的年销售增长率在7%-10%。目前，国内外三坐标测量机正迅速发展，品种规格已达300种以上。而三坐标测量机的意义在于针对工件需求进行空间测量，弥补传统测量方法以满足生产需要；顺应自动加工线优势，加快了对复杂工件的检测；方便快捷的对大批量工件进行高精度，低误差，高效率的检测，并且可反向工程，为加工工件提供了准确快捷的数据。三坐标测量机可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统（如光学尺）经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标（X、Y、Z）及各项功能测量的仪器”。三坐标测量机的探测头可以在空间沿X、Y、Z三个轴向移动，其它位置以直角标或极坐标表示，测量工件时立方体的五个面皆可测量，无需变换工件位置，如果加装了适当夹具和特殊测头，则第六面也可进行测量。它可以在工件的任何位置，设定工作坐标系原点，并且以间接主算法计算出测量结果，三坐标的测量方式是以电脑数据处理机，快速准确的计算出测量值，配合教导程式使坐标测量机的测理工作自动化，它取代了传统测量方式，不仅提高了检验准确度，而且对于高精度产品可以百分之百检验，可以胜任检测困难度高的复杂工件的测量，保证精确的数值，大幅度减小了检验的时间、费用和人力，增加了测量效率。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。我国是20世纪70年代才开始引进、研制三坐标测量机的，现如今国内主要的生产厂家中有西安爱德华测量设备股份有限公司、青岛海克斯康测量技术有限公司、北京303所、智泰集团等，但是同国外相比还是有一定差距，主要体现在：三坐标系列品种较少，新产品开发周期长，原件和材料配套难，生产成本高；电控系统和传动系统可靠性较差；多数厂家没有独立自主的技术，大多数高精度零件全凭进口；软件创新开发和更新力度不够等问题。

三坐标测量机设计文档

计量型和生产型三坐标测量机的差异

计量型和生产型三坐标测量机的差异 (2009-12-03 17:17:49) 测量机按照精度分可以分为计量型和生产型，前者在精度指标上测量不确定度小于1μm，后者又叫车间型或工作型，在精度指标上，测量不确定度大于3μm而小于10μm。随着制造技术的不断提高和软件补偿技术的出现，工作型测量机的精度也不断提高，逐渐接近计量型测量机的精度指标。为了加以区别，一般将精度指标上测量不确定度大于1μm而小于3μm的测量机定义为精密型测量机。一般理解的手动型测量机分为两种，一种是生产型测量机的手动版本，因为是手动操作则尺寸一般都很小；另一种是划线测量机，其精度很低，一般在50μm以上，主要用在大型的外覆件和毛坯的尺寸测量上。这几种测量机的区别主要在以下几个方面：计量型测量机一般是作为计量器具的检定和误差传递使用，材料一般选用稳定的材料，如花岗岩、工业陶瓷和碳纤维；生产型测量机主要是作为机械加工件形位公差的测量用，材料上一般选用花岗岩、钢材和铝材；手动划线机因为对精度要求不高，一般采用稳定性不好但是重量轻、而且容易加工的合金铝材料；精密型测量机介乎计量型和生产型之间。为了保证计量型测量机的测量精度，测量机的结构大多采用比较稳定而且能减少阿贝误差的结构，比如采用工作台移动光栅尺中置的结构；生产型三坐标测量机一般采用桥式移动结构；而手动测量机和划线机为了手动操作方便，大多采用悬臂结构。为了保证计量型测量机的精度，在传动上一般选用比较稳定的摩擦轮和齿轮齿条结构，以保证传动精度；生产型测量机为了兼顾精度和测量效率，一般采用齿轮或齿形带的传动方式；在导轨的选择上，高精度的测量机都采用了空气轴承，而划线机等低精度的测量机大多采用滑动轴承。计量型测量机对环境要求很高，不仅要保证一定的环境温度，温度梯度也要保证，而且对环境中的灰尘也比较敏感。相对来说，生产型测量机对环境的要求就不那么高，但是，起码的条件要保证，例如空调、地基和封闭房间等。划线测量机主要在加工现场使用，对环境的要求不高。像有的单位花大价钱买了计量型测量机却放在一个环境并不合乎要求的场地使用，实际测量精度不仅不能达到设计要求，而且还会大大降低使用寿命。计量型三坐标测量机大多采用复杂的三向电感测头，其测头的技术含量高甚至超过测量机本身，目前这种技术只有少数公司掌握。而生产型测量机一般都采用英国RENISHAW公司的标准工业测头配置，有自动和手动型，对于手动型测量机只配置手动测头。三坐标测量机的精度在达到1μm左右后，提高一点哪怕只有提高0.1μm也是非常困难的事情，往往带来会是成本的巨大增加。同样行程的测量机，计量型的价格都成倍高于生产型测量机。综上所述，在选择测量机上，不能一味的追求精度和性能，要适合所测量尺寸的精度和实际环境的指标。在我们看来，一般测量机的不确定度数值小于或等于被测量尺寸要求不确定度的1/2时，就可以选用。

三坐标测量机的机械结构设计

毕业设计（论文）题目：三坐标测量机的机械结构设计及应用系别专业名称班级学号学生姓名指导教师二O一* 年六月

毕业设计（论文）任务书 I、毕业设计(论文)题目：三坐标测量机的机械结构设计及应用 II、毕业设计(论文)使用的原始资料(数据)及设计技术要求三坐标测量机Coordinate Measuring Machine, CMM是一类可获得被测物体各测点坐位置，并能根据这些点的空间坐标值，经计算求出被测物体形状与位置的精密测量机械，在工程上具有广泛的应用。本课题旨在设计移动桥架式CMM，其技术特性参数如下：（1）CMM的工作台面尺寸（长×宽×高）：1000×800×40；（2）CMM的纵向工作行程、横向工作行程、垂直方向工作行程均为150mm。（3）工进速度：1~1500mm/min，快进速度：12m/min；（4）传动精度：0.1mm-0.5mm；（5）测量工件最大体积：120mm×120mm×120mm，最小高度为：20mm；（6）进给运动的总阻力15 N ≤。 F ∑ （7）给定某飞行零件，利用CMM进行测量和建模。 I I I、毕业设计(论文)工作内容及完成时间：（1）查阅文献、熟悉相关软件使用，撰写开题报告；2周（2）相关外文文献阅读与翻译（6000字符以上）；1周（3）三坐标测量机总体方案设计；2周（4）三坐标测量机传动系统设计计算；2周（5）三坐标测量机总体装配图设计；4周（6）三坐标测量机零部件工作图设计；4周（7）基于三坐标测量机的异形零件三维建模1周（8）毕业设计说明撰写2周（9）答辩准备及毕业答辩1周 Ⅳ、主要参考资料： [1] 徐灏等. 机械设计手册（第5卷）[M]. 北京：机械工业出版社,2003 [2] 郭慧明, 谈世椿. 三坐标测量机[M]. 北京：国防工业出版社，1984 [3] 张国雄. 三坐标测量机[M]. 天津：天津大学出版社，1999

毕业设计_三坐标测量机原理及应用

三坐标测量机原理及应用摘要三坐标测量机是近40年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它广泛地应用于机械制造、电子、汽车和航空航天等工业领域中。它可以进行零件和部件的尺寸、形状及相互位置的检测。如箱体、导轨、涡轮和叶片、缸体、凸轮、形体等空间型面的测量。此外，还可以用于划线、定中心孔、光刻集成电路等，并可对连续曲面进行扫描及制备数控机床的加工程序等。由于它的通用性强、测量范围大、精度高、效率好、能与柔性制造系统相连接，已成为一类大型精密仪器，故有“测量中心”之称。三坐标测量机在模具行业中的应用相当广泛，它是一种设计开发、检测、统计分析的现代化的智能工具，更是模具产品无与伦比的质量技术保障的有效工具。当今主要使用的三坐标测量机有桥式测量机、龙门式测量机、水平臂式测量机和便携式测量机。测量方式大致可分为接触式与非接触式两种。关键词三坐标测量机传感器三维光栅尺

目录第一章三坐标测量机简介第一节三坐标测量机的意义 (3) 第二节三坐标测量机的研究现状 (4) 第二章三坐标测量机的组成与结构第一节三坐标测量机的组成 (5) 第二节三坐标测量机的结构。。。 (6) 第三章三坐标测量机的分类及测量方法第一节三坐标测量机的分类 (8) 第二节三坐标测量机的测量方法 (9) 第四章三坐标测量机的应用及发展第一节三坐标测量机的应用 (10) 第二节三坐标测量机的发展 (13) 结束语 (15) 参考文献 (16)

第一章三坐标测量机简介三坐标测量机指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三次元。三坐标测量机作为现代大型精密测量仪器已有40多年的历史，20世纪60年代以来，随着机床、机械，汽车、航空航天和电子工业的兴起，各种复杂零件的研制急需先进的检测仪器对其检测；同时，随着产品更新节奏的加快，对产品检测速度的要求也越来越高，三坐标测量机正是集合了这两个优点，得以在测量领域得到广泛的应用。随着计算机技术和计量软件技术的引入，三坐标测量机的应用领域愈加宽广，己经越来越显示出它的重要性和广阔的发展前景。第一节三坐标测量机的意义三坐标测量机出现以前，空间三维尺寸的测量多采用高度尺和量规等通用量具进行测量；或者采用专用的量规、心轴、验棒等测量工具测量孔轴及其相互位置和精度，这些测量方法劳动强度大，效率低，精度上也不易保证。 20世纪60年代以来，随着工业生产的发展，特别是机床、机械、汽车、航空航天和电子工业的兴起，研制的各种复杂零件急需先进的检测技术和仪器对其进行检测，因而体现三维测量的三坐标测量机应运而生，并得以迅速发展和广泛应用。三维测量正是基于以下客观需求而发展起来的[1]。 1)越来越多的工件需要进行空间的测量，传统的测量方法不能满足生产需要。 2)由于机械加工、数控机床加工及自动加工线的发展，生产节拍的加快，加工零件的时间越来越短，要求加快对复杂工件的检测。 3)随着生产规模的扩大，加工精度不断提高，测量除了需要在计量室进行外，还需要在加工车间中进行，或将测量机直接串接到生产线；检测的零件数量大，需要各种精度的测量机，以满足生产的需要。 4)反向工程的需要，随着模具生产的发展，往往按制好的工件模型去仿制模具，故需要三维扫描测量工件的轮廓曲线和数据。根据这些数据编制加工的程序。综上所述，三坐标测量机的出现是计量仪器从古典的手动方式向现代化的自动测试技术过渡的里程碑，三坐标测量机对三维测量起着重要的作用。

三坐标测量机的组成

三坐标测量机的组成三坐标测量机可分为主机、测头、电气系统三大部分主机结构分为： 1、框架，是指测量机的主体机械结构架子。它是工作台、立柱、桥框、壳体等机械结构的集合体； 2、标尺系统，是测量机的重要组成部分，是决定仪器精度的一个重要环节。三坐标测量机所用的标尺有线纹尺、精密丝杆、感应同步器、光栅尺、磁尺及光波波长等。该系统还应包括数显电气装臵。 3、导轨，是测量机实现三维运动的重要部件。测量机多采用滑动导轨、滚动轴承导轨和气浮导轨，而以气浮静压导轨为主要形式。气浮导轨由导轨体和气垫组成，有的导轨体和工作台合二为一。气浮导轨还应包括气源、稳压器、过滤器、气管、分流器等一套气体装臵。 4、驱动装臵，是测量机的重要运动机构，可实现机动和程序控制伺服运动的功能。在测量机上一般采用的驱动装臵有丝杆丝母、滚动轮、钢丝、齿形带、齿轮齿条、光轴滚动轮等传动，并配以伺服马达驱动。直线马达驱动正在增多。 5、平衡部件，主要用于Z 轴框架结构中。它的功能是平衡Z 轴的重量，以使Z 轴上下运动时无偏得干扰，使检测时Z 向测力稳定。如更换Z 轴上所装的测头时，应重新调节平衡力的

大小，以达到新的平衡。Z 轴平衡装臵有重锤、发条或弹簧、气缸活塞杆等类型。 6、转台与附件，转台是测量机的重要元件，它使测量机增加一个转动运动的自由度，便于某些种类零件的测量。转台包括分度台、单轴回转台、万能转台（二轴或三轴）和数控转台等。用于坐标测量机的附件很多，视需要而定。一般指基准平尺、角尺、步距规、标准球体（或立方体）、测微仪及用于自检的精度检测样板等。三维测头即是三维测量的传感器，它可在三个方向上感受瞄准信号和微小位移，以实现瞄准与测微两种功能。测量的测头主要有硬测头、电气测头、光学测头等，此外还有测头回转体等附件。测头有接触式和非接触式之分。按输出的信号分，有用于发信号的触发式测头和用于扫描的瞄准式测头、测微式测头。电气系统分为： 1、电气控制系统是测量机的电气控制部分。它具有单轴与多轴联动控制、外围设备控制、通信控制和保护与逻辑控制等。 2、计算机硬件部分，三坐标测量机可以采用各种计算机，一般有PC 机和工作站等。 3、测量机软件，包括控制软件与数据处理软件。这些软件可进行坐标交换与测头校正，生成探测模式与测量路径，可用于基本几何元素及其相互关系的测量，形状与位臵误差测量，齿

三坐标测量机的机械结构设计

三坐标测量机的机械结构设计及应用摘要：从60年代初发明到现在，三坐标测量机（CMM）在制造业得到世界范围广泛应用，成为3D检测工业标准设备。三坐标测量技术得到迅速发展，而配套检测软件的发展，更是突飞猛进。最早的三坐标测量机只能显示XYZ坐标，而目前的各种检测软件几乎可以解决用户的绝大部分问题。软件日益成为影响用户使用好坏的关键所在。CMM测量软件发展趋势，对于传统的三坐标测量机检测来说，通常是设计部门提供二维图纸，检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用，越来越多的技术部门使用三维CAD 建模技术进行设计。因此，各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件，直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显，不需要额外的图纸，理论值可以直接捕获，更可以进行测量仿真，测头干涉检查等，所以，受到用户的一致好评。基于CAD的测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。关键词三坐标测量机传感器三维传动装置指导老师签名：

Coordinate measuring machine mechanical design and application Abstract：Invents from the beginning of the 60's to present, coordinate measuring machines (CMM) obtains the worldwide scale widespread application in the manufacturing industry, becomes the 3D examination industry standard equipment. Three coordinates survey technology obtains the rapid development, but the necessary examination software development, is progresses by leaps and bounds. The earliest coordinate measuring machines only can demonstrate the XYZ coordinates, but the present each kind of examination software may solve user's major part problem nearly. The software becomes the influence user use quality the key to be at day by day. The CMM survey software trend of development, regarding the traditional coordinate measuring machines examination, usually is designs the department to provide the two-dimensional blueprint, the inspection department carries on the size and the shape position common difference examination according to the blueprint to the work piece. Along with the three dimensional CAD software application, the more and more many technical department uses the three dimensional CAD modeling technology to carry on the design. Therefore, various coordinates machine factory has promoted in abundance based on the three dimensional CAD technology survey software, the three dimensional CAD model which designs the customer inducts directly surveys the software to carry on the examination. Does this the merit is extremely obvious, does not need the extra blueprint, the theoretical value may catch directly, may carry on the survey simulation, the gauge head interference inspection and so on, therefore, receives the user the consistent high praise. Survey the software based on the CAD survey into at present three coordinates the development hot spot. Key words Coordinate measuring machines Sensor Three dimensional Transmission device Signature of Supervisor: