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三坐标测量关键技术标准规范.doc
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1、三坐标测量技术规范1 测量准备 21.1 基础标准 21.2 测量准备 22 工件装夹 22.1 产品形状保持 22.2 装夹方位 22.3 装夹技巧 23 测量 33.1 测量内容和次序 33.2 基准点组测量 33.3 线测量 33.4 面测量 43.5 对称部分测量 53.6 测量密度 53.7 测量可靠性 54 测量数据管理 54.1 数据分类和分割 64.2 数据文件命名 64.3 填写测量汇报 64.4 数据保留 72 数据处理 72.1 数据转换 72.2 重定位整合 72.2.1 应用背景 72.2.2 重定位整合原理 72.2.3 重定位整合操作 92.3 对称基准重建 10
2、2.4 变形处理 103 设备维护 10附1 :三坐标测量报表 111 测量准备1.1 基础标准产品测量遵照以下基础标准:全部零部件应尽可能在装配状态下测量,在装配状态下无法测量部分可分两种情况处理:一是零件之间相互遮挡部分,可采取逐层拆卸逐层测量方法进行。二是零件反面,应采取重定位方法进行。在拆卸任何零件之前均应测量其重定位基准(重定位基准点或边界线),并注意在拆卸过程中确保产品上全部零件不发生变形。1.2 测量准备为了方便测量,提升测量速度,在测量前应对零件上不显著轮廓(倒圆)进行描点。点应描在轮廓中心线上,并尽可能光顺。可经过观察平行光(日光或日光灯)在轮廓上反射光线形成条纹来辅助描点。
3、2 工件装夹2.1 产品形状保持确保装配体及其每个零件在测量状态下形状和使用状态下一致,不得使产品在装夹时发生变形。对于刚性很好装配体,应在装夹时自然放置在支架上,然后进行加固。而对于柔性或已经产生变形工件,则应用强行约束使其形状恢复至使用状态,然后再安装到支架上固定。应利用支架、垫块等辅助工具确保每一个零件各部分和整个装配体刚性。尤其注意在对装配体逐层拆卸、逐层测量时,应确保每一零件不发生变形。2.2 装夹方位将工件放置在三坐标测量机测量范围内,如不能在一次装夹位置下完成测量,则可进行数次定位,称为重定位。重定位应注意以下标准:(1)使每次定位所能达成测量范围最大化,以降低重定位次数。(2)
4、每次定位应和之前某次定位有尽可能大重合测量区域,以确保定位基准设置和重定位变换精度。(3)应尽可能降低重定位变换(即每次定位向第一次定位进行坐标位变换)中间步骤尽可能少(详见数据处理部分相关“重定位”叙述),以降低累积误差。工件放置应便于测量人员操作,将复杂部位放置在易于测量位置。关键测量面应尽可能放置成水平或垂直状态,工件对称面应尽可能平行于测量机坐标平面。2.3 装夹技巧(1)采取棉花堆积并浇502方法可完成点接触加固。(2)大变形产品在拆卸前可用麻线绷紧并固定在易于变形位置,产品拆下后将其恢复至麻线绷紧状态即可作为对装配状态近似模拟。3 测量3.1 测量内容和次序测量内容包含基准点、分型
5、(边界)线、轮廓线、面、结构等。测量次序按以下标准制订:(1)先难后易:即先测量难度较大部分。(2)先重后轻:即先测量关键部分。如基准点、分型线等。(3)先配合后个体:即先测量装配结合部分。(4)先整体后细节:即先完成主体形位测量,再补充细节。当然,在安排次序时,还要结合下面具体情况灵活处理:(1)造型进度需要。(2)在同一次定位下完成尽可能多数据测量。(3)测量器具局限。如探针在同一方位下可测量尽可能多数据,以降低探针换位次数。3.2 基准点组测量基准点组由三个基准点组成,是进行重定位变换依据。基准点生成及测量要求以下:(1)基准点必需设定在反复定位后能够测量到范围内,最好能用于数次反复定位
6、。用针尖在产品表面(可贴纸)点出,要求点径微小(直径0.2mm以内)而且醒目。(2)反复测量可靠性和精度要求高,两次定位下测量反复误差(指三点之间间距测量反复误差)不超出0.2mm。为此能够采取数次测量取平均值方法提升可靠性。(3)基准点所形成三角形面积要尽可能大,边长应有显著差异(大于5mm)。3.3 线测量当测量人员直接对边界线进行测量时,因为难以将探针尖对准边界线,所以常常造成较大测量误差,效率也较低。为此,可采取以下方法改善:在边界线某一侧面(面1)上、而且在距边界线不远处(1mm以内)采点(称为边界周围测量点),然后测量边界线另一侧面(面2)完整数据。在造型时,先完成面2制作,然后直
7、接将边界周围测量点投影在面2上即可作为边界线测量结果。图1中是两个经典情况示意。采取这一方法时有两点需要尤其注意:一是边界周围测量点一定要在离边界足够近,以确保投影正确性;二是面2测量数据一定要完整,不然一旦面2无法制作,则边界线无法求出。本方法将边界线测量转化为边界线周围面内点测量,避开了对边界线直接测量,不仅确保测量精度,还有效提升了测量效率。(a)(b)图13.4 面测量平面测量应使测量点形成多边形面积尽可能大,以确保测量精度。曲面测量应注意使扫描方向和曲面长度方向垂直图2(a)。当曲面长度和宽度基础相同时,应考虑采取网格扫描,图2(b)。(a)(b)图2当然,部分简单曲面如直纹面只需要
8、测量上、下两条边界线即可。对于特殊曲面测量需要和造型人员协商确定。3.5 对称部分测量对称曲面通常只需要测量二分之一。轮廓线和结构除了完整测量其中二分之一之外,还需要对另外二分之一进行部分测量,以取得足以进行对称基准重建数据。在选择另二分之一用于对称基准重建轮廓线进行测量时,应注意以下几点:(1)轮廓线范围要足够大,最好在对称部分全范围内分布。(2)要选择足够清楚、变形小、关键轮廓线进行测量,通常采取分型线。(3)轮廓线能够分段测量,测量密度也可合适减小。3.6 测量密度测量密度应掌握两个基础标准:(1)最少增半:即按需要最小测量密度1.5倍进行测量,以确保数据完备性。如圆弧线测量最少需要三点
9、,实际测量4到5个点。(2)急密缓疏/疏密有致:在曲率较大处测量密度高,曲率较小处测量密度低。在多个面交会处、改变较多细节部分等需要增加密度,以确保测量完备性。3.7 测量可靠性确保测量数据正确、数据保留可靠多个方法:(1)为预防测量设备精度飘移,必需在一定时间间隔内(提议为半小时)进行零点复校。如出现零点超差(通常为0.2mm),则该时间间隔内测量数据全部报废。(2)同一次零点校验操作应做两次,并进行对比以预防操作失误。(3)在多名测量人员进行配合测量时,应按零件、测量属性进行明确分工,以预防漏测及反复测量。即使增加了零点校验次数,总体上还是提升 了效率。(4)关键工件应制作并测量重定位基准
10、,以备补测数据。4 测量数据管理2.1 数据转换数据转换任务和要求:(1)将测量数据格式转化为CAD软件可识别IGES格式,合并后以产品名称或用户指定名称分类保留。(2)不一样产品、不一样属性、不一样定位、易于混淆数据应存放在不一样文件中,并在IGES文件中分层分色。数据转换使用三坐标测量数据处理系统完成,操作方法见软件用户手册。2.2 重定位整合2.2.1 应用背景在产品测绘过程中,往往不能在同一坐标系将产品几何数据一次测出。其原因一是产品尺寸超出测量机行程,二是测量探头不能触及产品反面,三是在工件拆下后发觉数据缺失,需要补测。这时就需要在不一样定位状态(即不一样坐标系)下测量产品各个部分,
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