南航三坐标测量机实验报告之检测箱体

三坐标测量机实验报告

实验题目：检测箱体

一、实验目的与要求

1．根据零件图纸需求确定测量方案； 2．对零件几何元素尺寸进行测量； 3．给出特征评价报告； 4．编写实验技术报告。

二、实验方案

1．零件装夹

根据实验目的与要求，将垫块放在三坐标测量机工作平台的合适位置，然后将被测零件根据实验要求合理地放在垫块上，以便于测量被测零件的特征元素。 2．工位标定

将被测零件装夹好后，测头有5个角度，每个角度分别对应被测零件的上表面和4个侧面，一个测头角度对应一个工位，依次对这些工位进行标定。 3．坐标系建立

本实验中，我们运用“3-2-1”法建立无CAD模型的零件坐标系。 4．元素测量

根据实验要求，我们需要测量4个平面，2个圆和7个柱体。由于需要先建立坐标系，我们先测量柱体1、平面1、平面2、圆1和圆2，然后再测量剩余的特征元素。 5. 报表输出

根据实验要求，输出几何公差的报告文件。

三、实验步骤

1．开机和安装

首先打开空气压缩机储气罐排水阀排水，然后依次开启空压机、冷干机、空气过滤器，检查气压是否在0.4-0.5Mpa范围之内，如果不在此范围内则可通过气源调节阀调节。再依次接通交流稳压电源、UPS电源、测量机控制系统电源、测头控制器和计算机电源，启动PC-DMIS测量程序，即桌面快捷键“online”,屏幕将弹出PC-DMIS初始界面。

单击下拉箭头选择“未连接测头”，确定后等待数秒，当状态栏提示“请启动电机”时，按下手操盒上的“MOT ON”按钮，测量机加电，“MOT ON”指示灯亮。当屏幕弹出“可以使坐标测量机回家”时按“确定”时，点击“确定”，状态栏提示“按开始”时，在确定测量机回家运行路径无障碍的情况下，按下手操盒上的“START”按钮，完成坐标初始化。 2．测头定义

创建了一个新的测量程序，点击确定后，弹出测头工具框。定义测头的步骤如下：

（1）定义测头文件：在“测头文件”栏填入测头文件名。

（2）定义测头系统：在“测头说明”下拉菜单中选当前测量机所用的测头系统，测座选PROBEPH10M,传感器选PROBETP2,测针选TIP2BY20MM。

（3）添加角度：根据工件的实际测量需要，有时需进行测头角度的添加。

点击按钮“添加角度”，弹出添加新角界面，在“添加单个角度”文本框中键入要添加的角度，A角90，B角0，点击“添加”按钮，A角90，B角90，点击“添加”按钮，A角90，B角-90，点击“添加”按钮，A角90，B角180，点击“添加”按钮，在右边的“新角列表”中将出现以上所添加的角度，然后点击“确定”按钮。 3. 坐标系建立

建立零件的PCS,此PCS的三轴方向及原点为：①X轴正方向由“柱体1”的轴线确定；②Y轴正方向由“圆1”与“圆2”的圆心连线确定；③Z轴正方向由“平面2”的法线矢量确定；④Y轴的零点落在“平面1”上，X、Z轴的零点落在“圆1”的圆心上。建立PCS的步骤如下：

（1）采集特征元素——手动测量柱体1、平面1、平面2、圆1、圆2。 （2）找正——在PC-DMIS菜单条中选“插入——坐标系——新建”打开建立坐标系功能对话框。在特征元素列表中选“柱体1”，然后选择第一个坐标轴为X正，点击“找正”按钮，确定第一个轴向——X正，为柱体1的轴线方向。

（3）旋转——在确定第二个轴向时，是围绕着已确定的第一个轴进行旋转。在特征元素列表中选“圆1”、“圆2”，然后选“围绕X正”“旋转到Y正”，点“旋转”。确定第二个轴向——Y正，为“圆1”与“圆2”圆心连线的位置。

（4）平移——在特征元素列表中选“圆1”，在原点处选中“X、Z”，点击“原点”按钮，X、Z的零点平移到“圆1”圆心处；然后选择“平面1”，去掉X、Z选勾，选中“Y”，点击“原点”,Y轴的零点平移到“平面1”上。

（5）点击“确定”，则完成了建立一个零件坐标系的过程。 4．特征元素测量

本实验采用手动模式测量，测量的元素类型有平面、圆和圆柱，其中，有4个平面、2个圆和7个柱体需要手动测量。下面分别介绍各种元素类型的测量方法。

（1）测量一个平面

单击工具条上的测量平面图标，手持操纵盒，移动测头，在零件平面上手动采4个测点，当完成采点后，按手操盒上的START键或键盘上的END键，PC-DMIS将在“图形显示”窗口用特征标识和三角形表示测量的平面，并同时在“编辑窗口”中记录该平面的相关信息。 （2）测量一个圆

先要选择合适的工作平面，单击工具条上的测量圆图标，手持操纵盒，将测头移到需测圆的中心，在弧长近似相等的圆周上采4个测点。在采完最后一个测点，按START键或键盘上的END键。PC-DMIS将在“图形显示”窗口中显示特征标识和被测圆，并同时在“编辑窗口”中记录该圆的相关信息。 （3）测量一个圆柱

测量方法与测量圆类似，只是至少测量两层圆。圆柱轴线方向由起始层圆的圆心指向终止层圆的圆心。单击工具条上的测量圆柱图标，手持操纵盒，将测头移动到需测圆柱的起始层圆的中心，在弧长近似相等的圆周上采4个测点。然后将测头移动到需测圆柱的终止层圆的中心，在弧长近似相等的圆周上采4个测点。在采完最后一个测点后，按START键或键盘上的END键。PC-DMIS将在“图形显示”窗口中显示特征标识和被测圆柱，并同时在“编辑窗口”中记录该圆柱的相关信息。

5．特征元素计算和评价

对特征元素进行评价时，我们需要考虑是形状公差还是位置公差。若是形状公差，则不需要基准；若是位置公差，则需要基准。我们先介绍基准的定义。 5.1 基准的定义 （1）创建单一基准

单击菜单条上“插入——尺寸——基准定义”， PC-DMIS会显示基准定义对话框，从特征列表中选择一个特征与该基准字母相搭配，然后点击“创建”。选择的特征会在特征列单中出现，后面括号里有基准字母。 （2）指定复合基准

在尺寸标注中，使用“A-B”的格式显示复合基准。这表明，指定的基准会一起使用，就像单一基准一样。

在本实验中，需要评价的几何公差有平行度、同心度、垂直度、位置度、同轴度和对称度，下面仅对位置度、垂直度和对称度的评价作详细介绍，其他几何公差的评价可以参考它们的评价。 5.2 位置公差的评价 （1）评价位置度

①在主菜单中选择“插入——尺寸——位置度”，打开“位置度”对话框。 ②选择要评价的元素。

③单击特征列表框编辑器中的（基准）选择所需的基准。 ④单击特征列表框编辑器中的（实体条件），选择要评价的特征元素、基准元素的相应实体条件。

⑤在“公差”中输入每一项的正负公差。 ⑥点击“创建”，完成评价。 （2）评价垂直度

①在主菜单中选择“插入——尺寸——垂直度”，打开“垂直度”对话框。 ②选择要评价的元素。

③单击特征列表框编辑器中的（基准）选择所需的基准。 ④在“公差”中输入公差。 ⑤点击“创建”，完成评价。 （3）评价对称度

①测量平面1、平面2。

②构造平面1、平面2的中分面，得到基准平面A。

③在被测平面1上依次测量4个矢量点“点1” “点2” “点3” “点4”。 ④在被测平面2上依次测量4个矢量点“点5” “点6” “点7” “点8”。 ⑤在主菜单中选择“插入——特征——构造——特征组”，打开“构造特征组”对话框。

⑥按照顺序选择“点1” “点5”、 “点2” “点6”、 “点3” “点7”、 “点4” “点8”，注意：在选择时要按交替顺序进行，即选被测平面1上一点再选被测平面2上一点。

⑦点击“创建”，得到特征组“SCN2”，关闭“构造特征组”对话框。 ⑧在主菜单中选择“插入——尺寸——对称度”，打开“对称度”对话框。 ⑨在此对话框中选择要评价的元素：SCN2。 ⑩选择基准元素：平面A，点击“创建”，即可得到所要评价的对称度。 6. 数据报表输出

每个特征的测量结果经过评价后可按公差要求输出测量报告。生成测量报告