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三坐标测量机的小常识

日期: 2019-10-23 13:18:20
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   三坐标测量机的光学技术是集光、机、电和计算机技术于一体的智能化、可视化的高新技术,主要用于对物体空间外形和结构进行扫描,以得到物体的三维轮廓,获得物体表面点的三维空间坐标。

随着现代检测技术的进步,特别是随着激光技术、计算机技术以及图像处理技术等高新技术的发展,三坐标测量机光学技术逐步成为人们的研究重点。光学三坐标测量机技术由于非接触、快速测量、精度高的优点在机械、汽车、航空航天等制造工业及服装、玩具、制鞋等民用工业得到广泛的应用。

  2 三维测量技术方法及分类

  三坐标测量机技术是获取物体表面各点空间坐标的技术,主要包括接触式和非接触式测量两大类。如图

  1所示。

  

 

  接触式测量

  物体三维接触式测量的典型代表是三坐标测量机(CMM,Coordinate Measuring Machine)。CMM是一种大型精密的三坐标测量仪器,它以精密机械为基础,综合应用电子、计算机、光学和数控等好技术,能对三维复杂工件的尺寸、形状和相对位置进行高精度的测量。

  三坐标测量机作为现代大型精密、综合测量仪器,有其显著的优点,包括:

  (1) 三坐标测量机的测量精度高且可靠;

  (2) 三坐标测量机的灵活性强,可实现空间坐标点测量,方便地测量各种零件的三维轮廓尺寸及位置参数;

  (3)三坐标测量机可方便地进行数字运算与程序控制,有很高的智能化程度。

  早期的三坐标测量机大多使用固定刚性测头,它较为简单,缺点也很多。主要为

  (1) 刚性测头为非反馈型测头,不能用于数控坐标测量机上;

  (3) 测量时操作人员凭手的感觉来保证测头与工件的接触压力,这往往因人而异且与读数之间很难定量描述;

  (3)必须对测头半径进行三维补偿才能得到真实的实物表面数据。

  针对上述缺陷,人们陆续开发出各种电感式、电容式反馈型微位移测头,解决了数控三坐标测量机自动测量的难题,但测量时测头与被测物之间仍存在一定的接触压力,对柔软物体的测量必然导致测量误差。另外测头半径三维补偿问题依然存在。三维测头的出现可以相对容易地解决测头半径三维补偿的难题。

但三维测头仍存在接触压力,对不可触及的表面(如软表面,精密的光滑表面等)无法测量,而且测头的扫描速度受到机械限制,测量效率很低,不适合大范围测量。

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