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三 实验设备与测量原理(yunl) 本实验采用QM353型多功能（三坐标）测量机。如图8-1所示，它由空压机、空气过滤器、QM353型主机、传感器、温度补偿仪、COSMOS测量软件、计算机、打印机等组成。 QM353型多功能测量机采用箱型悬臂结构，X轴横梁、Y轴横梁及Z轴纵梁移动导向方式均采用空气轴承，因此，箱型悬臂结构在X、Y、Z三轴横梁与纵梁移动时，为非接触状态 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151-Y轴横梁；2-Y轴微调装置；3-X轴横梁；4-Z轴纵梁；5-Z轴微调装置；6-X轴微调装置；7-传感器；8-被测工件；9-温度补偿仪；10-测量平台；11-空气过滤器；12-主机(zhj)开关；13-主机(zhj)底座；14-显示器；15-打印机 图8-1 QM353型多功能测量机 Z Y X第1页/共19页第一页，共19页。 QM353型多功能测量(cling)机采用传感器直接探测被测零件表面，即接触式测量(cling)原 理。它的系统构成图见图8-2。COSMOS测量(cling)软件QM353多功能测量机温度(wnd)补偿仪传感器空压机空气过滤器图8-2 QM353型多功能测量机系统构成图第2页/共19页第二页，共19页。四 QM353型多功能测量仪操作规程1. 上机操作前需接受相关培训，2. 阅读本机使用说明书，3. 开机顺序：(1)每次开机前应用无水酒精清洗导轨四侧及工作台（纱布或棉布），(2)打开空压机电源开关，使空压机启动，并同时打开空压机的出气阀门（注意: 气源需无 水、无油、无尘）气压在0.5 MPa，(3)打开QM353主机的进气阀门，气压需达到0.35 MPa,(4)打开QM353主机的电源开关，(5)打开电脑显示器，(6)开启电脑主机电源，(7)进入Windows XP 状态， 双击SPOSWIN( 快捷键 )，(8)选择对话框 OK键，用手分别轻移X、Y、Z轴到机械零位( X=46， Y=454， Z=254 )，当绿 色变黄色后，关闭SPOSWIN（复位）软件，(9)双击 “COSMOS” 快捷键，进入QM353测量软件主界面如图8-3所示，可以进行(jnxng)正常测量工作4.关机顺序：(1)测量完成后，首先退出 COSMOS 测量软件，(2)关闭电脑主机，电脑显示器，(3)关闭QM353主机，(4)关闭QM353主机进汽阀门，(5)关闭空压机阀门，(6)关闭空压机电源，(7)放空空压机下部积水。5.工作环境： 工作间温度201，湿度55%65%，温度补偿1626，用气量50L/min， 工作台承重量 30 kg， 分辨率0.0005 mm，精度 E=3.0+4L/1000，探针直径：1、 3第3页/共19页第三页，共19页。五COSMOS测量软件简介(一)COSMOS软件主窗口 1. 菜单：工件，新建、更改、复制、删除工件；设置，目录管理器、标记、标题数据、CMM驱动系统等；视图；用户，注册、用户编辑器；CMM，子程序管理器；工具；窗口；帮助。 2. 程序启动的相关工具栏:退出、注册、工件程序的编辑、教学模式、重复模式。 3. 进行工件相关处理的工具栏：它以快捷键的方式显示的菜单上的功能。 4. 工件的选择：它是以前编辑的工件程序，鼠标双击即可进入(jnr)所需工件程序操作。 5. 显示数据启动程序。1 2 3 4 5 1-菜单(ci dn)；2-程序启动的相关工具栏；3-进行工件相关处理的工具栏；4-工件的选择；5-显示数据启动程序 图8-3 COSMOS软件主窗口第4页/共19页第四页，共19页。(二)COSMOS软件测量窗口1. 命令菜单：任意点击菜单中的某一项，即会显示 该项目的命令菜单。2. 工具栏：命令已被图标化了，可以直接点击图 标，如测量点、线、圆、内圆、椭圆、平面、圆 锥、球、圆柱、不同直径圆柱、距离、夹角(ji jio)、以 及不同坐标系统等。3. 结果显示区：显示测量结果及指定的内容。4. 要素绘图区：用图形来表示所测量的要素位置关 系 5. 要素列表：显示被测量要素的名称。6. 状态显示：三坐标测量机处于使用状态的显示 灯、小工具处于使用状态的显示灯、回转测头处 于使用状态的显示灯、测头编号、坐标系、单 位、显示正在执行或即将执行的命令。7. 温度显示:显示室内温度。8. 计数器：最新测量坐标值。六、思考题1. 如何建立坐标系？2. 如何测量圆半径、圆直径、圆心坐标？3. 如何测量圆到圆距离？4. 如何测量点到平面距离？5. 如何测量角度？6. 如何测量平行度、垂直度？7. 如何测量同心度、同轴度？ 1 2 3 4 5 6 7 81-命令菜单；2-工具栏；3-结果显示区；4-要素绘图(hu t)区；5-要素列表；6-状态显示；7-温度显示；8-计数器图8-4 COSMOS软件测量窗口第5页/共19页第五页，共19页。8-2 非接触3-D图像测量实验 一 实验目的1初步学会使用“QS250Z非接触3-D图像测量机”，了解CCD成像原理与非接 触测量原理；2. 了解测量薄型几何基本元素、平面距离、角度、形状误差、位置误差等 方法。二 实验内容与要求1. 了解非接触测量原理测量薄型几何基本元素、平面距离、角度、形状误 差、位置误差等方法；2. 了解机器坐标(zubio)和零件坐标(zubio)含义，了解零件坐标(zubio)的方法；3. 掌握圆半径、点到线距离、圆心到圆心距离等简单测量方法。第6页/共19页第六页，共19页。三 实验设备与测量原理 本实验采用QS250Z型非接触3-D图像测量机。如图8-5所示，它由主机1、计算机2、打印机3、控制器6等组成。 该机是一个图像测量系统，它利用高清晰彩色CCD摄像机，通过光学(gungxu)放大系统得到可视图像。为了测量零件尺寸，它利用非接触测量原理，通过复杂图像转换，点击图像边缘即可得到高清晰图像。Y Z X 1 2 3 4 5 6 71-主机；2-显示器；3-打印机；4-主机开关(kigun)；5-急停开关(kigun)；6-控制器；7-鼠标图8-5 QS250Z型非接触3-D图像测量机第7页/共19页第七页，共19页。 该装置的特点是通过(tnggu)控制器和鼠标点击，就能简单操作和准确测量被测零件的图像。如图8-6为该装置的系统构成示意图 变焦光学系统彩色(cis)CCD摄像机透射(tu sh)光系统反射光系统环形光系统测量平台控制器急停开关主机CPU显示器鼠标打印机键盘QSPAK软件计算机第8页/共19页第八页，共19页。 该机拥有一套光学系统,如图8-7所示为光学与成像系统。它的观察放大(fngd)倍率（物镜）由可以连续调节可移动内置式光学系统组成。它允许八级（0.5X、0.65X、0.85X、1.0X、1.5X、2.0X、2.5X、3.5X）不同放大(fngd)倍率选择，实际放大(fngd)倍率能精确地观察被测零件。自动变焦光学系统也能独立操作改变放大(fngd)倍率。因此，自动变焦光学系统使用是不能代替物镜。1-工件表面；2-抛物面镜；3-环行镜；4-环行照明；5-半反射镜；6-变焦光学(gungxu)系统；7-管镜转盘；8-马达；9-投影图像生成；10-CCD图8-7光学(gungxu)与成像系统第9页/共19页第九页，共19页。四 QS250Z型非接触(jich)图像测量机操作规程1. 上机操作前须接受相关培训,2. 阅读本机使用说明书,3. 开机顺序：(1)首先开启电脑显示器,(2)打开电脑主机开关,(3)打开QS250Z主机开关，(4)在Windows 2000 状态下，双击QSPAK Ver 5.1 测量软件快捷键,(5)单击对话框中的OK按钮，QS250Z主机的 X、Y、Z三座标原点复位,过程（约25秒 钟），(6)进入QSPAK测量软件界面见图8-8，可以 进行正常测量工作。4. 关机顺序：(1)首先退出QSPAK测量软件，(2)关闭QS250Z主机，(3)关闭电脑主机，(4)关闭电脑显示器。45671 2 38 9 10 1-主菜单；2-坐标值显示窗口(chungku)；3-坐标系按钮；4-测量窗口(chungku)；5-测量移动光标；6-工具窗口(chungku)；7-功能窗口(chungku)；8-光源窗口(chungku)；9-测量窗口(chungku)；10-图像窗口(chungku)图8-8 QSPAK测量软件界面第10页/共19页第十页，共19页。五 QSPAK测量软件简介1. 主菜单：显示各种功能键；2. 坐标值显示窗口：它显示测量移动光标的当前(dngqin)X、Y、Z坐标值；3. 坐标系按钮：单击RESET键，当前(dngqin)X、Y、Z坐标值均暂时为零；单击PCS键，坐标值 显示窗口就显示出零件坐标下的X、Y、Z坐标值；单击MCS键，坐标值显示窗口即 显示机器坐标下的X、Y、Z坐标值；4. 测量窗口：显示被测零件成像窗口，通过光源与控制器调整，使被测零件边界清 晰；5. 测量移动光标：由控制器控制测量移动光标左右移动；6. 工具窗口：有手动找点、自动找点、单击单点自动找多点、单击单点自动找整圆 边界点等；7. 功能窗口：有测量点、线、圆、椭圆、矩形、棱形、交点、圆与线交点、圆与圆 交点、点到线距离、点到圆心距离、线到圆心距离、圆心到圆心距离、点到线平 均距离、点到圆心平均距离、线到圆心平均距离、圆心到圆心平均距离、两点距 离、点到面距离、两线夹角、两平行线、垂直线、零件坐标建立、各种坐标系统 转换和旋转等； 8. 光源窗口：有透射光源、反射光源、环形光源三种，可以单独或联合调节使用； 它的左下方有一个八挡倍率（0.5X、0.65X、0.85X、1.0X、1.5X、2.0X、2.5X、 3.5X）变焦显示窗口；9. 测量窗口：左上方显示测量方式，右边是测量方式选择：测试中间或结束按钮， 这样测量数据就能在数据显示窗口出现，测量图像就在图像窗口显示。10 . 图像窗口：显示测量图像。第11页/共19页第十一页，共19页。六、思考题1. 什么是机器坐标？2. 什么是零件坐标？如何建立零件坐标？3. 机器坐标与零件坐标如何转换？4. 什么是透射光、反射光、环形光？如何调整光源？5. 如何用手动取点？如何采用自动取点？6. 测量圆有几种方法(fngf)？7. 如何测量点到线的距离？8. 如何测量两线夹角？9. 如何测量垂直度？第12页/共19页第十二页，共19页。8-3 高精密圆度测量仪测量实验一 实验目的1初步学会使用“RA-2100DS高精密圆度测量仪”，了解其测量原理；2了解测量圆度、同心度、圆柱度、垂直度、斜率等方法。二 实验内容与要求1了解“RA-2100DS高精密圆度测量仪”，测量原理与方法；2了解旋转(xunzhun)测量方式下，圆度、同心度、圆柱度、垂直度、直径等测量方法；3了解直线测量方式下，平行度、斜率、圆柱度、垂直度、锥度等测量方法；4了解螺旋测量方式下，圆柱度、垂直度、平面度等测量方法。第13页/共19页第十三页，共19页。三 实验设备与测量原理 本实验采用“RA-2100DS精密圆度测量仪”，如图8-9所示。它由空压机、空气过滤器、RA-2100DS型主机、传感器、控制器、遥控器、ROUNDPAK测量软件、计算机、打印机等组成。 测量平台是由空气轴承支撑，被测工件放在其上面，它可以静止、一定角度内、连续旋转等条件下进行测量工作。 探针可以0、15、30放置，并可以内外、上下位置测量，传感器接触工件力的大小可以调整。传感器支架可以垂直和水平放置，它支承着传感器和探针并与X轴横梁端面相连。X轴横梁在X轴驱动箱内水平往复移动，X轴驱动箱带着X轴横梁和传感器及探针沿着Z轴立柱上下移动。 测量平台的上平面回转中心是主机机器坐标(zubio)原点，即X=0，Z=0位置。该设备可以为被测工件设置零件坐标(zubio)，机器坐标(zubio)与零件坐标(zubio)之间可以转换。 被测工件在测量平台旋转条件下，X轴驱动箱在Z轴立柱上静止不动。因为带有精密的线性标尺，所以X轴横梁可以在旋转工件的测量中自动移动，这样探针就可以随工件表面形状运动。每一次测量，探针在工件表面测得一个圆。用这种方法可以测量圆度、同心度、圆柱度、垂直度、直径等参数1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1314 15 16 17 18 19 20 21 1-空气过滤器；2-测量平台；3-水平、中心(zhngxn)调整按钮；4-主机底座；5-Z轴微调按钮；6-遥控器；7-X轴微调按钮；8-下限位按钮；9-控制器；10-控制器电源开关；11-系统开关；12-显示器；13-打印机；14-被测工件；15-探针；16-传感器；17-传感器支架；18-Z轴立柱；19-X轴驱动箱；20-上限位按钮；21-X轴横梁图8-9 RA-2100DS型高精密圆度测量仪第14页/共19页第十四页，共19页。 被测工件在测量平台静止条件(tiojin)下，X轴驱动箱沿着Z轴立柱自动移动，探针就可以随工件表面形状运动。若工件表面是锥面，则在自动跟踪功能下，X轴驱动箱沿着Z轴立柱自动移动，而X轴横梁同时也会自动水平移动。每一次测量，探针在工件表面测得一条线。用这种方法可以测量平行度、斜率、圆柱度、垂直度、锥度等参数。 被测工件在测量平台旋转条件(tiojin)下，同时X轴驱动箱沿着Z轴立柱自动移动，探针就可以随工件表面形状运动。每一次测量，探针在工件表面测得一条螺旋线。用这种方法可以测量圆柱度、垂直度、平面度等参数。 图8-10为遥控器面板外形图。1 2 3 4 5 6 7 8 1-急停开关；2-空气(kngq)压力显示屏LED；3-仪器敏感显示屏LED；4-测量速度大小调整按钮；5-零件程序相关按钮；6-传感器原始位置控制按钮；7-驱动控制按钮；8-遥杆图8-10 遥控器面板外形图第15页/共19页第十五页，共19页。四 RA-2100型高精密圆度测量仪操作规程1上机操作前需接受相关培训，2阅读本机使用说明书，3开机顺序：（1）每次开机前应用无水酒精清洗旋转测量平台（纱布或棉布(minb)），（2）打开空压机电源开关，使空压机启动，并同时打开空压机的出气阀门 （注意: 气源需无水、无油、无尘）气压在0.5 MPa，（3）检查并放掉RA-2100DS主机过滤器的积水，（4）打开RA-2100DS主机的进气阀门，气压需达到0.35 MPa,（5）打开RA-2100DS主机的电源开关和系统开关，（6）打开打印机开关， （7）打开电脑显示器，（8）开启电脑主机电源，（9）进入Windows 2000 状态， 双击ROUNDPAK(圆度仪测量与分析软件)快捷键，（10）选择对话框 YES键，主机X、Z轴返回机器坐标原点，（11）进入ROUNDPAK测量软件主界面见图8-11，可以进行正常测量工作。4关机顺序：（1）测量完成后，首先退出 ROUNDPAK 测量软件，（2）关闭打印机,（3）关闭电脑主机，电脑显示器，（4）关闭RA-2100DS主机电源和系统开关，（5）关闭RA-2100DS主机进汽阀门，（6）关闭空压机阀门，（7）关闭空压机电源，（8）放空空压机下部积水。5工作环境： 工作间温度201，湿度55%65%，用气量30L/min， 工作台承重量 30 kg， 旋转精度 E=0.02+6H/1000，H=280mm(测量高度)，探头：1.6mm，探针直径：5.5mm，探测最小直径7mm。第16页/共19页第十六页，共19页。五、ROUNDPAK测量软件简介 ROUNDPAK测量软件主窗口及功能1. 菜单： 文件建立、打开、存盘、打印文件等； 编辑复制、粘贴、选中等； 设置建立中心与水平校正、建立中心校正、建立水平校正、建立Z轴边缘、建立X轴边缘、建立测量条件等； 执行零件程序、打开（自动计算、自动存盘、自动打印、自动显示结果）、简单计算、重新计算等； 结果显示插入元素、时间、任意矩形、零件程序列表栏、结果表格、测量条件表格、属性、清除结果等； 工具测量列表框、工具框、结果列表框等； 帮助。2. 工具栏：新建、打开、存盘、剪切、复制、粘贴、打印、返回、计算、自动计算、自动显示结果等。3. 测量条件框：元素、测量位置(wi zhi)、角度位置、检测大小、退出尺寸等。4. 被测工件演示区：在正式测量前，可以按显示按钮，此区域立刻仿真演示测量过程。5. 探针测量显示区：实时显示探针波动范围6. 当前探针坐标值：当前探针X、Z坐标值，R值及测量平台位置(wi zhi)。7. 测量项目功能区：有圆度、圆柱度、同轴度、平面度、平行度、垂直度、圆锥度、圆跳动、全跳动、直线度、斜度、锥度、旋转运动测量、直线运动测量、螺旋线测量等参数功能图标。1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 151-菜单；2-工具栏；3-测量条件框；4-被测工件演示区；5-探针(tn zhn)测量显示区；6-当前探针(tn zhn)坐标值；7-测量项目功能区；8-建立测量条件区；9-零件程序列表栏；10-测量平台旋转速度选择框；11-测量倍率选择框；12-探针(tn zhn)位置显示键；13-机器坐标键；14-开始测量键；15-探针(tn zhn)角度选择键图8-11 ROUNDPAK测量软件主窗口第17页/共19页第十七页，共19页。8. 建立测量条件区：中心与水平同时调整、中心调整、水平调整、静态校正、动态校正、Z 轴边缘、X轴边缘、机器坐标、X方向移动、Z方向移动、测量平台等按钮。9. 零件程序列表栏：列表显示实时测量零件程序项目、参数等。10. 测量平台旋转速度选择框：2、4、6、10rpm四种，优选6rpm。11. 测量倍率选择框：有100、200、500、1000、2000、5000、10000、20000、50000、 100000倍率选择。12. 探针位置显示键：显示探针里外、上下位置等。13. 机器坐标键：在零件坐标下，按此键立即转变为机器坐标。14. 开始测量键：按此键系统开始测量工作。15. 探针角度选择键：0、15、30三种形式选择。六 注意事项1测量过程中，要设置探针退出间距，避免探针与工件相碰，2每次测量调整前，请手动控制摇杆将探针退出，离开工件，3X轴驱动箱沿着Z轴立柱上、下移动时，要设置好上、下限位开关，4在测量过程中，要时刻注意急停开关，5每三个月在X轴导轨上侧面及Z轴立柱导轨四个侧面加专用机油润滑，以防生锈。七 思考题1什么(shn me)是机器坐标？2什么(shn me)是零件坐标？如何建立零件坐标？3机器坐标与零件坐标如何转换？4在旋转测量条件下，能测量哪些参数？5在直线测量条件下，能测量哪些参数？6在螺旋测量条件下，能测量哪些参数？7如何设置测量条件？8如何调整被测工件中心与水平基准 第18页/共19页第十八页，共19页。感谢您的观看(gunkn)！第19页/共19页第十九页，共19页。