三坐标测量机的使用及环境

J = 0.707
K = 0 45度方向矢量 45 °
X
(+I )
测头校正
测头校正对所定义测头的 有效直径及位置参数进行 测量的过程。为了完成这 一任务，需要用被校正的 测头对一个校验标准进行 测量。
未知直径和 位置的测头
已知直径并且可以 溯源到国家基准的 标准器。
测头校正
在实物基准的每个测量点 的球心坐标同它的已知道 直径比较。有效的测头直 径是通过计算每个测量点 所组成的直径与已知直径 的差值
2.工件在夹具中的定位
⑷定位基准：
确定工件在夹具中位置的基准， 即与夹具定位元件接触的工件上的点、 线、面。当接触的工件上的点、线、面 为回转面、对称面时，称回转面、对称 面为定位基面，其回转面、对称面的中 心线称定位基准。由工艺人员确定，是 工序图上标“ ”所示的基准。
1）六点定位原理
一个物体在空间可以有六个独立的运动，在直角座标 系中分别为3个平移运动和3个转动。习惯上，把上述6 个独立运动称作六个自由度。 Z Z
气路的维护和保养
• 定期检查过滤器，放出过滤器、空压机、 储气罐的水和油（每周）； • 定期清洗过滤器，清洗滤芯或者更换滤芯 （每季度）； • 定期擦拭导轨，检查导轨表面是否有异常 状况（每季度）； • 定期检查气管是否有老化的情况（例如变 黄）（每半年）
三、测量机部件的维护与保养
1. 机械部件（主机）的维护与保养 •气路系统；
；
控制柜的维护：1.正确开关控制系统； 2.保证电源输入电压稳定； 3.保证不出现突然断电情况； 4.保证测量间湿度适中； 5.正确判断控制柜错误； 6.在专业人员指导下进行控 制 柜维护； 计算机及软件的维护保养: 1.不要随便安装不明来源的软件； 2.不要在测量的时候执行其他操作； 3.注意电脑病毒的传入； 4.注意备份程序文件。
4） 举例
图2.1为轴上通铣键槽
X，Z方向移动 自由度, X ， Z 方向转动 自由度
（轴上通铣键槽）
x z x z
图2.2为长方体上通 铣平面
X,Y方向转动自由度, Z方向移动自由度
y x
z
图2.3（a）在工件上铣通槽，保证槽宽和槽的 上下、左右位置要求，试确定定位方案
Plan
三坐标测量机的使用及环境
制作人：陈相南 2015年5月18日
Do
Check
Action
Improved
课 程 目 标
• 坐标测量基础知识
•了解为什么并且如何进行测头校正
•工件定位基本原理 • 完全理解如何建立零件坐标系 •几何要素的检测 •形位公差的计算
•三次元设备保养
矢量
矢量可以被看做一个单位长的直线，并指向矢量方向。 相对于三个轴的方向矢量。I方向在X轴，J方向在Y轴，K方 向在Z轴。矢量I、J、K值介于1和-1之间，分别表示与X、Y、 Z夹角的余弦。 +K K Z
有效测头半 径
测针的校正
测针径的修正以及机械坐标系的原点设定。
三次元因为有自动修正使用测针的直径的机能，所以使用的测针必须 实施测针的校正，实施了校正作业的话就会自动设定机械坐标系的原点。
※本公司的机器是通过键输入测针径的。这时用键输入测针径后进行校正作业。
※注意点 为了正确校正测针要注意：例如校正φ2.0的测头时，测针尺寸要尽量接近φ2.0， 原则上0.0002mm以内。
•传动系统；
•计数系统。
1 2 3 4
Z轴平衡的调整（请不要随意调整） 将测座角度调整到90，0，防止操作失误碰撞测头。 按下急停开关。 一人托住Z轴，上推下拉，感觉平衡效果。 另一人调整平衡阀，两人配合调到向上和向下用力感觉一致为止。
一、传动部件的维护和保养: 定期清理传动皮带和减速皮带齿间灰尘和油污（ 每半年）； 定期检查传动部件是否有松动状况（每.年）； 二、 计数系统的维护和保养: 定期擦拭光栅尺（每半年）； 如果是封闭型光栅请注意清除光栅周围的灰尘（ 每半年）； 如果拆装读数头，请不要发生碰撞读数头的情况
保证槽的上下位置要求：必须限制 保证槽的左右位置要求：必须限制 x y 槽宽由定尺寸刀具保证 综合结果： 必须限制五个自由度
x yz
z
x xy
zz
注意问题
1)定位元件限制自由度的作用表示它与工件 定位面接触，一旦脱开就失去限制自由度的作 用。
2)在分析定位元件起定位作用时不考虑外力 影响，即要分清定位和夹紧的区别。
表 1-10 典型定位元件的定位分析 工件的 定位面 定位情况 平 面 支 承 钉 图示 限制的自由度 定位情况 支 承 钉 夹 具 的 定 位 元 件 1 个支承钉 2 个支承钉 3 个支承钉
X
一块条形支承板
Y、Z
二块条形支承板
Z、X、Y
一块矩形支承板
平 面
图示
限制的自由度
Y、Z
允许：如果工件的定位面经过了 机械加工，并且定位面和定位元 件的尺寸、形状和位置都做得比 较准确，比较光整，则过定位不 但对工件加工面的位置尺寸影响 不大，反而可以增强加工时的刚 性，这时过定位是允许的。
过定位例
7）限制自由度与加工尺寸要求的关系，从 上面几例分析知，一般情况下：
⑴保证一个方向上的加工尺寸需要限制1--3个自由度：
Z、X、Y
Z、X、Y
定位情况 图示 限制的自 由度 圆 柱 定位情况 销 图示 限制的自 由度
短圆柱销
长圆柱销
两段短圆柱销
Y、Z
Y、Z、Y、Z
Y、Z、Y、Z
Hale Waihona Puke 圆 孔菱形销长销小平面 组合
短销大平面组 合
Z
X 、 Y、 Z 、 Y、 Z
X 、 Y、 Z 、 Y、 Z
3）完全定位和不完全定位
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，需要 6 个根据工件加工面的位置度（包括 位置尺寸）要求自由度全部被限制的定位，称 作完全定位
根据工件加工面的位置度（包括位置尺寸）要 求，仅需要限制1个或几个（少于6个）自由度 的定位。称作不完全定位。
垂直度
0.15 MM宽的公差带
0.15 A
A
A
实际表面的可能方位。
平行度
0.15 MM宽的公差带
0.15
A
A
A
实际表面的可能方位。
倾斜度
0.5 MM宽的公差带
0.5 35 ° A
A 35 ° A
实际表面的可能方 位。
测量机使用环境
温度环境 ：工作温度范围： 18－22℃ 24小时温度变化： 2℃ 温度环境 ：工作温度范围： 15－30℃ 24小时温度变化： 10℃ 输入电压 ： 220V±10% 最大电流 ：约6A（控制系统） ：约6A（标配计算机） 功率 ：控制柜＋计算机＋打印机（2000W左右） 不同的配置，最大功率不同
理限：
理限：
5．钻d孔
6．铣台阶面
理限：
理限：
7．铣前、后两平面
8．a) 钻2个d孔
b) 钻d孔
a 理限： a) 理限：
b b) 理限：
3-2-1法建立坐标系
3-2-1法建立坐标系是三坐标测量机最常用的建立坐标 系方法，如下图所示建立坐标系：
1、在零件上平面测量3个点拟合一平面找正。 2、在零件前端面上测量2个点拟合一直线旋转轴。 3、在零件左端面测量1个点设定原点。
⑵保证二个方向上的加工尺寸需要限制4--5个自由度： ⑶保证三个方向上的加工尺寸需要限制6个自由度。 特殊性例外。如在圆球上铣平面需限制1个自由度，在 圆柱上铣平面需限制2个自由度。
㈠ 根据工件加工要求、分析理论 上应该限制哪几个自由度
1．钻 Φ 6H7孔
2．铣两台阶面
3．铣b槽
4．车端面保证L
5）从上面几例分析总结可知：
①工件在夹具中定位，可以归结为在空间直角坐标系中用
定位元件限制工件自由度的方法来分析；
②工件定位时，应限制的自由度数目，主要由工件工序加
工要求确定；
③一般讲，工件定位所选定位元件限制自由度的数目充其 量≯6； ④各定位元件限制的自由度原则上不允许重复或干涉(见 下面相关内容分析)； ⑤限制了理论上应该限制的自由度，使一批工件定位位置 一致。
Y
X
X
X
Y
在实际应用中，常把接触面积很小 的支承钉看作是约束点
支承钉
六点定位原理：
一个物体在空间可以有六个独立的 运动，若采用6个按一定规则布置的约 束点，就可以限制工件的6个自由度， 实现完全定位，称为六点定位原理。
2）工件的实际定位
定位元件的种类：
支承钉；支承板，长销，短销，长 V 形块， 短V形块，长定位套，短定位套，固定锥销， 浮动锥销等。 注意：定位元件所限制的自由度与其大小、 长度、数量及其组合有关 长短关系、大小关系、数量关系、组合关系
6）定位中存在问题
⑴欠定位：工件定位时，应该限制的自由度没 有被全部限制的定位。实际不允许发生。
图2.7加工槽，有尺 寸A和B的要求
⑵过定位(重复定位)：工件定位时，几个定位 元件重复限制工件同一自由度的定位。 如下2.7图，位于同一平面内的四个定位 支承钉限制了三个自由度。 不允许：如果工件的定位面为没 有经过机械加工的毛坯面，或虽 经过了机械加工、但仍然很粗糙， 这时过定位是不允许的。
Y
+J
J I
X
+I
矢量方向
矢量用一条末端带箭头的直线表示，箭头表示了它的 方向。X、Y、Z表示三坐标测量机的坐标位置，矢量I、J、 K表示了三坐标测量机三轴正确的测量方向。 在三坐标测量中矢量精确指明测头垂直触测被测特征 的方向，即测头触测后的回退方向。 (+K ) Z Y (+J ) I = 0.707