三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)論文

三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)論文

　　三坐標(biāo)測(cè)量應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)測(cè)量過(guò)程中中，有很多工件空間結(jié)構(gòu)特別復(fù)雜，而且相互位置尺寸精度要求很高。下面是小編為大家精心推薦的三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)論文，希望能夠?qū)δ兴鶐椭?/p>

　　三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)論文篇一

　　基于三維數(shù)模的零件三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)分析

　　【摘要】三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠?qū)α悴考?shí)現(xiàn)各向尺寸的檢測(cè)，結(jié)合基于CAD三維數(shù)模的三維檢測(cè)技術(shù)，本文圍繞數(shù)模的導(dǎo)入、坐標(biāo)對(duì)齊、捕獲理論值、ARCO Reporter報(bào)表輸出等多個(gè)角度進(jìn)行了分析，比較詳細(xì)的解釋了基于三維數(shù)模的零件三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)。

　　【關(guān)鍵詞】三維數(shù)模;零件;三坐標(biāo);檢測(cè)

　　三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一個(gè)先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備，它的出現(xiàn)是計(jì)量?jī)x器發(fā)展的一個(gè)重要里程碑，預(yù)示著測(cè)量方式已經(jīng)從古典的手動(dòng)方式向現(xiàn)代化自動(dòng)測(cè)試技術(shù)發(fā)展，它是一種通用的三維尺寸測(cè)量?jī)x器，由三個(gè)互相垂直的測(cè)量軸和各自的長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)組成的機(jī)械主體，它已經(jīng)成為檢測(cè)行業(yè)的必須配備。隨著三維軟件的不斷進(jìn)步，各大測(cè)量機(jī)生產(chǎn)廠家都推出了各自的基于CAD技術(shù)的測(cè)量軟件，可以將設(shè)計(jì)好的CAD模型直接導(dǎo)入到測(cè)量軟件中。目前，基于CAD的三維檢測(cè)成為發(fā)展的熱點(diǎn)。

　　1 三維測(cè)量原理

　　三坐標(biāo)測(cè)量需要x、y、z三個(gè)方向的運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌，以便于精準(zhǔn)的測(cè)量出空間范圍測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置，也可以這樣認(rèn)為，三維測(cè)量可以對(duì)其可測(cè)量允許范圍內(nèi)任意點(diǎn)、線、面等實(shí)施測(cè)量。不管測(cè)量物體的形狀如何復(fù)雜或者表面的形狀如何的不規(guī)則，只要是測(cè)量機(jī)的測(cè)量頭能夠感受到的地方，都可以通過(guò)一定的方法得到它的坐標(biāo)值，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算算出它們的集合尺寸和相互位置關(guān)系，并借助于計(jì)算機(jī)完成相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在測(cè)量時(shí)把需要測(cè)量的工件置于測(cè)量的范圍內(nèi)，通過(guò)機(jī)器運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)帶動(dòng)傳感器即測(cè)頭實(shí)現(xiàn)對(duì)測(cè)量空間內(nèi)任意位置的被測(cè)點(diǎn)的瞄準(zhǔn)，當(dāng)瞄準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)時(shí)測(cè)頭即發(fā)出讀數(shù)信號(hào)，通過(guò)測(cè)量系統(tǒng)就可以得到被測(cè)點(diǎn)的集合坐標(biāo)值，根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值，經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)運(yùn)算求出待測(cè)的幾何尺寸和相互位置關(guān)系。

　　2 基于CAD的三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)

　　以往的零件三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)，通用的方法是通過(guò)設(shè)備的數(shù)模軟件生成測(cè)量所需要的特征點(diǎn)或者特征線，并將生成的這些特征點(diǎn)或線作為測(cè)量的參考值，控制三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)這些特征點(diǎn)或線進(jìn)行測(cè)量，由此得出工件的實(shí)際尺寸數(shù)值，將這些實(shí)際數(shù)值與參考值進(jìn)行比較。這種測(cè)量方法有一定的局限性，它必須要提前獲取測(cè)量工件各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的理論數(shù)值，并且，在測(cè)頭測(cè)尖半徑磨損后很難進(jìn)行補(bǔ)償。而現(xiàn)在最先進(jìn)的測(cè)量方法，就是把已經(jīng)建好的三維模型采用合適的方法導(dǎo)入到三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的檢測(cè)軟件里，然后將工件坐標(biāo)系和機(jī)器的坐標(biāo)系找正，然后將捕獲的工件數(shù)值與理論數(shù)值進(jìn)行對(duì)比，最后輸出測(cè)量結(jié)果。從上面的分析可以看出，要想得到最終的對(duì)比數(shù)據(jù)，必須要解決三維模型導(dǎo)入、坐標(biāo)系找正、數(shù)值比較這三個(gè)最關(guān)鍵的技術(shù)問(wèn)題，下面將圍繞這些方面進(jìn)行探討。

　　2.1 導(dǎo)入模型

　　正確的導(dǎo)入零件的三維模型是最終實(shí)現(xiàn)測(cè)量要求的首要要求，必須要采用合理的方法，使三維模型正確的導(dǎo)入三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的檢測(cè)軟件里面。目前在市面上有很多各種不同類型的CAD軟件，例如UG、PROE等，由于軟件開(kāi)發(fā)商開(kāi)發(fā)方式的不同、開(kāi)發(fā)商利益等問(wèn)題，軟件的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言也各不相同，在完成零件繪制以后，各自生成的零件格式很不相同，并且它們之間不能互相無(wú)障礙的打開(kāi)，沒(méi)有互相讀取的功能。這是必須要要解決的一個(gè)技術(shù)難題，為了順利的解決這個(gè)必須要解決的技術(shù)難題，目前在這個(gè)行業(yè)內(nèi)建立了幾種數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn)，里面比較典型的代表有STEP和ICES。從目前來(lái)說(shuō)，IGES在我國(guó)應(yīng)用的最廣泛，IGES能夠?qū)崿F(xiàn)CAD或CAM之間系統(tǒng)數(shù)據(jù)的相互交換，比較方便，雖然它也有一些缺點(diǎn)，例如模型導(dǎo)入的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)、導(dǎo)入后過(guò)大、容易丟失模型的部分特征等，但是國(guó)內(nèi)的三維測(cè)量機(jī)廠商也都將IGES作為推薦模型導(dǎo)入的標(biāo)準(zhǔn)，因?yàn)樗慕涌跇?biāo)準(zhǔn)比較通用，它為CAD/CAM技術(shù)在世界的推廣和應(yīng)用都起到了很好的促進(jìn)作用。當(dāng)然，目前一些三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的軟件開(kāi)發(fā)商也開(kāi)發(fā)了一些直接的模型讀入接口，例如CATIA模型直接讀入、UG模型直接讀入等，這些雖然不需要中間的轉(zhuǎn)換過(guò)程，但是，這種直接接口一般都需要花比較昂貴的價(jià)格進(jìn)行購(gòu)買。

　　2.2 坐標(biāo)系的找正

　　坐標(biāo)系的找正是三維數(shù)模零件三坐標(biāo)檢測(cè)中非常關(guān)鍵的一部分，不管檢測(cè)軟件中是否有三維模型的導(dǎo)入，都必須要很好的完成這個(gè)工作，將機(jī)器坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系正確的對(duì)齊，只有這樣，以后測(cè)量的數(shù)值才具備可比性。一般來(lái)說(shuō)，對(duì)于箱體類的零件，一般來(lái)說(shuō)都會(huì)采用3-2-1的方式建立坐標(biāo)系，根據(jù)零件上互相交錯(cuò)的點(diǎn)、線、面來(lái)確定坐標(biāo)的坐標(biāo)軸位置和坐標(biāo)原點(diǎn)，通過(guò)這個(gè)坐標(biāo)系來(lái)對(duì)工件進(jìn)行找正，這是最常用的找正方式，通行用很強(qiáng)。在尋找坐標(biāo)的基準(zhǔn)時(shí)，應(yīng)該首先考慮那些便于加工、位置比較恰當(dāng)?shù)奶卣?，最大限度的減小找正誤差，對(duì)于已經(jīng)建立好的坐標(biāo)系，還應(yīng)該考慮一些別的因素，例如坐標(biāo)系可以移動(dòng)、旋轉(zhuǎn)等，以便于后續(xù)的實(shí)際應(yīng)用。不規(guī)則的零件的坐標(biāo)系找正比箱體類零件復(fù)雜的多，特別是零件中找不到具有明顯特征點(diǎn)的情況，例如三個(gè)空心，通常采用方法是量出實(shí)際數(shù)值，并將此與理論數(shù)值對(duì)比然后進(jìn)行找正。下面著重的說(shuō)一下當(dāng)在工件上找不到明確特征的這種情況的處理方法，實(shí)際的測(cè)量中，這種現(xiàn)象是普遍存在的，在這種情況下，我們無(wú)法將丈量數(shù)值和理論數(shù)值進(jìn)行恰當(dāng)?shù)闹苯訉?duì)應(yīng)，采取的解決方法一般都是迭代找正。

　　2.3 恰當(dāng)?shù)牟东@理論數(shù)值

　　在完成了三維模型的導(dǎo)入和機(jī)器坐標(biāo)系與工件坐標(biāo)系的找正工作后，恰當(dāng)?shù)牟东@理論數(shù)值就變的簡(jiǎn)單一些，對(duì)于一些比較標(biāo)準(zhǔn)的特征零件，例如箱體、圓軸等，軟件只需要能從CAD數(shù)模上選取識(shí)別該特征，可直接對(duì)理論數(shù)值進(jìn)行提取。對(duì)于自動(dòng)測(cè)量這種情況，機(jī)器可以根據(jù)導(dǎo)入的三維模型而進(jìn)行自動(dòng)的程序編制，指導(dǎo)設(shè)備運(yùn)動(dòng)到特征的理論值附近進(jìn)行數(shù)據(jù)測(cè)量，ARCO CAD的用戶可以在使用DMIS語(yǔ)言進(jìn)行測(cè)量程序的編寫。

　　2.4 報(bào)表的輸出

　　ARCO Reporter是ARCO軟件中的一個(gè)應(yīng)用子程序，它的功能是根據(jù)測(cè)量的結(jié)果生成結(jié)果輸出報(bào)告，并且將她與ARCO測(cè)量軟件創(chuàng)建的項(xiàng)目互相聯(lián)系起來(lái)。在進(jìn)行結(jié)果輸出之前，必須要注意這樣一個(gè)問(wèn)題，在建立輸出報(bào)告以前，必須要有項(xiàng)目的文件、DMIS語(yǔ)言的零件程序或測(cè)量輸出文件，盡可能的搜集全面的數(shù)據(jù)，以便于輸出報(bào)告的可信度更高。這樣以后，我們建立的數(shù)據(jù)輸出報(bào)告便可以與后面的多次測(cè)量緊密聯(lián)系，以便于得到帶有測(cè)試結(jié)果的可打印輸出的報(bào)告。

　　3 結(jié)論

　　上文首先介紹了三坐標(biāo)測(cè)量的原理和測(cè)量方法，然后介紹了三維數(shù)模的零件三坐標(biāo)檢測(cè)的檢測(cè)過(guò)程，使讀者能夠了解三維模型的導(dǎo)入方法和方式、工件坐標(biāo)系和機(jī)器坐標(biāo)系的找正對(duì)齊、理論值的捕獲方法、報(bào)表如何輸出等。希望上文的所有相關(guān)介紹能夠?qū)ο嚓P(guān)的技術(shù)工作人員起到一定的參考意義。

　　參考文獻(xiàn)：

　　[1]林建榮，黃志斌.基于三維數(shù)模的零件三坐標(biāo)精度檢測(cè)[J].廣東科技.2013(11).

　　[2]陳洪浚,祝時(shí)春.基于三維數(shù)模的檢測(cè)技術(shù)應(yīng)用研究[J].黑龍江科技信息,2012(6).

　　[3]王剛.汽車車身三坐標(biāo)測(cè)量與數(shù)據(jù)處理的研究[J].企業(yè)技術(shù)開(kāi)發(fā),2013(12).

　　[4]唐愛(ài)文,孫平.基于UG數(shù)模的零件三坐標(biāo)實(shí)時(shí)檢測(cè)[J].自動(dòng)化學(xué)報(bào),2011(05).

　　[5]魏丹利.新型檢測(cè)技術(shù)在質(zhì)量控制中的應(yīng)用[J].科技致富向?qū)?2011(04).

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