三坐标测量技术规范.pdf
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1、三坐标测量技术规范三坐标测量技术规范三坐标测量技术规范三坐标测量技术规范1 1 测量准备测量准备 2 21.11.1 基本原则基本原则 2 21.21.2 测量准备测量准备 2 22 2 工件装夹工件装夹 2 22.12.1 产品形状的保持产品形状的保持 2 22.22.2 装夹方位装夹方位 2 22.32.3 装夹技巧装夹技巧 2 23 3 测量测量 3 33.13.1 测量的内容和次序测量的内容和次序 3 33.23.2 基准点组的测量基准点组的测量 3 33.33.3 线的测量线的测量 3 33.43.4 面的测量面的测量 4 43.53.5 对称部分的测量对称部分的测量 5 53.63
2、.6 测量密度测量密度 5 53.73.7 测量可靠性测量可靠性 5 54 4 测量数据管理测量数据管理 5 54.14.1 数据分类与分割数据分类与分割 6 64.24.2 数据文件命名数据文件命名 6 64.34.3 填写测量报告填写测量报告 6 64.44.4 数据保存数据保存 7 72 2 数据处理数据处理 7 72.12.1 数据转换数据转换 7 72.22.2 重定位整合重定位整合 7 72.2.12.2.1 应用背景应用背景 7 72.2.22.2.2 重定位整合原理重定位整合原理 7 72.2.32.2.3 重定位整合操作重定位整合操作 9 92.32.3 对称基准重建对称基准
3、重建 10 102.42.4 变形处理变形处理 10 103 3 设备维护设备维护 10 10附附 1 1:三坐标测量报表:三坐标测量报表 11 111 1 测量准备测量准备1.11.1 基本原则基本原则产品测量遵循以下基本原则:产品测量遵循以下基本原则:所有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的部分可分两种情况处理:一所有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的部分可分两种情况处理:一是零件之间互相遮挡的部分,可采取逐层拆卸逐层测量的方法进行。二是零件的反面,应采用是零件之间互相遮挡的部分,可采取逐层拆卸逐层测量的方法进行。二是零件的反面,应采用重定位的方法进行
4、。重定位的方法进行。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)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保,并注意在拆卸过程中保证产品上的所有零件不发生变形。证产品上的所有零件不发生变形。1.21.2 测量准备测量准备为了方便测量,提高测量速度,在测量前应对零件上不明显的轮廓(倒圆)进行描点。点应描为了方便测量,提高测量速度,在测量前应对零件上不明显的轮廓(倒圆)进行描点。点应描在轮廓的中心线上,并尽可能光顺。可通过观察平行光(日光或日光灯)在轮廓上反射光线形在轮廓的中心线上,并尽可能光顺。可通过观察平行光(日光或日光灯)在轮廓上反射
5、光线形量误差,效率也较低。为此,可采用如下方法改进:量误差,效率也较低。为此,可采用如下方法改进:在边界线某一侧的面(面在边界线某一侧的面(面 1 1)上、并且在距边界线不远处()上、并且在距边界线不远处(1mm1mm 以内)采点(称为边界附近以内)采点(称为边界附近测量点)测量点),然后测量边界线另一侧面(面,然后测量边界线另一侧面(面 2 2)的完整数据。在造型时,先完成面)的完整数据。在造型时,先完成面 2 2 的制作,然后的制作,然后直接将边界附近测量点投影在面直接将边界附近测量点投影在面 2 2 上即可作为边界线测量结果。上即可作为边界线测量结果。图图 1 1 中是两个典型情况的示意
6、。中是两个典型情况的示意。采用这一方法时有两点需要特别注意:一是边界附近测量点一定要在离边界足够近,以保证投采用这一方法时有两点需要特别注意:一是边界附近测量点一定要在离边界足够近,以保证投影的准确性;二是面影的准确性;二是面 2 2 的测量数据一定要完整,否则一旦面的测量数据一定要完整,否则一旦面 2 2 无法制作,则边界线无法求出。无法制作,则边界线无法求出。本方法将边界线的测量转化为边界线附近的面内点的测量,避开了对边界线的直接测量,不仅本方法将边界线的测量转化为边界线附近的面内点的测量,避开了对边界线的直接测量,不仅保证的测量精度,还有效提高了测量效率。保证的测量精度,还有效提高了测量
7、效率。(a)(a)(b)(b)图图 1 13.43.4 面的测量面的测量平面的测量应使测量点形成的多边形面积尽可能大,以保证测量精度。平面的测量应使测量点形成的多边形面积尽可能大,以保证测量精度。曲面的测量应注意使扫描方向与曲面的长度方向垂直如图曲面的测量应注意使扫描方向与曲面的长度方向垂直如图 2 2(a a)。当曲面长度与宽度基本相同。当曲面长度与宽度基本相同时,应考虑采用网格扫描,如图时,应考虑采用网格扫描,如图 2 2(b b)。(a a)(b)(b)图图 2 2当然,一些简单曲面如直纹面只需要测量上、下两条边界线即可。对于特殊曲面的测量需要与当然,一些简单曲面如直纹面只需要测量上、下
8、两条边界线即可。对于特殊曲面的测量需要与造型人员协商确定。造型人员协商确定。3.53.5 对称部分的测量对称部分的测量对称的曲面一般只需要测量一半。对称的曲面一般只需要测量一半。轮廓线和结构除了完整测量其中一半之外,还需要对另外一半进行部分测量,以取得足以进行轮廓线和结构除了完整测量其中一半之外,还需要对另外一半进行部分测量,以取得足以进行对称基准重建的数据。对称基准重建的数据。在选择另一半用于对称基准重建的轮廓线进行测量时,应注意以下几点:在选择另一半用于对称基准重建的轮廓线进行测量时,应注意以下几点:(1 1)轮廓线的范围要足够大,最好在对称部分的全范围内分布。)轮廓线的范围要足够大,最好
9、在对称部分的全范围内分布。(2 2)要选择足够清晰、变形小、重要的轮廓线进行测量,一般采用分型线。)要选择足够清晰、变形小、重要的轮廓线进行测量,一般采用分型线。(3 3)轮廓线可以分段测量,测量密度也可适当减小。)轮廓线可以分段测量,测量密度也可适当减小。3.63.6 测量密度测量密度测量密度应掌握两个基本原则:测量密度应掌握两个基本原则:(1 1)最少增半:即按需要的最小测量密度的)最少增半:即按需要的最小测量密度的 1.51.5 倍进行测量,以确保数据的完备性。如圆弧倍进行测量,以确保数据的完备性。如圆弧线的测量至少需要三点,实际测量线的测量至少需要三点,实际测量 4 4 到到 5 5
10、个点。个点。(2 2)急密缓疏)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。在多个面的交疏密有致:在曲率较大处测量密度高,曲率较小处测量密度低。在多个面的交会处、变化较多的细节部分等需要增加密度,以确保测量的完备性。会处、变化较多的细节部分等需要增加密度,以确保测量的完备性。3.73.7 测量可靠性测量可靠性确保测量数据准确、数据保存可靠的几个措施:确保测量数据准确、数据保存可靠的几个措施:(1 1)为防止测量设备精度飘移,必须在一定的时间间隔内(建议为半小时)进行零点复校。如)为防止测量设备精度飘移,必须在一定的时间间隔内(建议为半小时)进行零点复校。如出现零点超差(一
11、般为出现零点超差(一般为 0.2mm0.2mm),则该时间间隔内的测量数据全部报废。,则该时间间隔内的测量数据全部报废。(2 2)同一次零点校验的操作应做两次,并进行对比以防止操作失误。)同一次零点校验的操作应做两次,并进行对比以防止操作失误。(3 3)在多名测量人员进行配合测量时,应按零件、测量属性进行明确的分工,以防止漏测及重)在多名测量人员进行配合测量时,应按零件、测量属性进行明确的分工,以防止漏测及重复测量。即使增加了零点校验的次数,总体上还是提高复测量。即使增加了零点校验的次数,总体上还是提高 了效率。了效率。(4 4)重要的工件应制作并测量重定位基准,以备补测数据。)重要的工件应制
12、作并测量重定位基准,以备补测数据。4 4 测量数据管理测量数据管理2.12.1 数据转换数据转换数据转换的任务和要求:数据转换的任务和要求:(1 1)将测量数据格式转化为将测量数据格式转化为 CADCAD 软件可识别的软件可识别的 IGESIGES 格式,格式,合并后以产品名称或用户指定的合并后以产品名称或用户指定的名称分类保存。名称分类保存。(2 2)不同产品、不同属性、不同定位、易于混淆的数据应存放在不同的文件中,并在)不同产品、不同属性、不同定位、易于混淆的数据应存放在不同的文件中,并在IGESIGES文件中分层分色。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
13、用户手册。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。2.22.2 重定位整合重定位整合2.2.12.2.1 应用背景应用背景在产品的测绘过程中,往往不能在同一坐标系将产品的几何数据一次测出。其原因一是产品尺在产品的测绘过程中,往往不能在同一坐标系将产品的几何数据一次测出。其原因一是产品尺寸超出测量机的行程,二是测量探头不能触及产品的反面,三是在工件拆下后发现数据缺失,寸超出测量机的行程,二是测量探头不能触及产品的反面,三是在工件拆下后发现数据缺失,需要补测。这时就需要在不同的定位状态(即不同的坐标系)下测量产品的各个部分,称为产需要补测。这时就需要在不同的定位状态(即不同
14、的坐标系)下测量产品的各个部分,称为产品的重定位测量。而在造型时则应将这些不同坐标系下的重定位数据变换到同一坐标系中,这品的重定位测量。而在造型时则应将这些不同坐标系下的重定位数据变换到同一坐标系中,这个过程称为重定位数据的整合。个过程称为重定位数据的整合。对于复杂或较大的模型,测量过程中常需要多次定位测量,最终的测量数据就必需依据一定的对于复杂或较大的模型,测量过程中常需要多次定位测量,最终的测量数据就必需依据一定的转换路径进行多次重定位整合,把各次定位中测得的数据转换成一个公共定位基准下的测量数转换路径进行多次重定位整合,把各次定位中测得的数据转换成一个公共定位基准下的测量数据。据。2.2
15、.22.2.2 重定位整合原理重定位整合原理工件移动(重定位)后的测量数据与移动前的测量数据存在着移动错位,如果我们在工件上确工件移动(重定位)后的测量数据与移动前的测量数据存在着移动错位,如果我们在工件上确定一个在重定位前后都能测到的形体(称为重定位基准)定一个在重定位前后都能测到的形体(称为重定位基准),那么只要在测量结束后,通过一系列,那么只要在测量结束后,通过一系列变换使重定位后对该形体的测量结果与重定位前的测量结果重合,即可将重定位后的测量数据变换使重定位后对该形体的测量结果与重定位前的测量结果重合,即可将重定位后的测量数据整合到重合前的数据中。重定位基准在重定位整合中起到了纽带的作
16、用,如图整合到重合前的数据中。重定位基准在重定位整合中起到了纽带的作用,如图 4 4 所示。所示。图图 4 4图图 5 5 给出了因被测量物体的尺寸超出了测量范围而必须进行两次定位的示意。其中,图给出了因被测量物体的尺寸超出了测量范围而必须进行两次定位的示意。其中,图 5(a)5(a)和图和图 5(b)5(b)分别为第一次定位和第二次定位的情况。分别为第一次定位和第二次定位的情况。在被测物体上选取不共线且在两次定位状态下均可测量的三个点在被测物体上选取不共线且在两次定位状态下均可测量的三个点 A A、B B 和和 C C,称为重定位基准,称为重定位基准点。设在第一次定位状态下测得点。设在第一次
17、定位状态下测得A A、B B、C C 的坐标值分别为的坐标值分别为(x1,y1,z1)(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)(x2,y2,z2)和和(x3,y3,z3)(x3,y3,z3)。在第二次定位状态下测得的坐标值分别为。在第二次定位状态下测得的坐标值分别为(X1,Y1,Z1)(X1,Y1,Z1)、(X2,Y2,Z2)(X2,Y2,Z2)和和(X3,Y3,Z3)(X3,Y3,Z3)。由于工件发生过移动,如果不进行重定位整合,直接将两次定位下的测量数据合并,由于工件发生过移动,如果不进行重定位整合,直接将两次定位下的测量数据合并,就会产生就会产生如图如图 5 5(c c)的结果。)的结
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