三坐標測量機五軸測量的方法及應用

林華釗

摘 要：三坐標測量機在現代制造業中逐漸占據重要地位，而三坐標測量機在對復雜特征零件進行編程測量主要是以五軸移動的方式，其目的在于進一步提升測量的效率。該文以RationalDMIS軟件及PH20測座為例，介紹了三坐標測量機五軸測量的方法，并以實際工程案例介紹了五軸測量的過程，對于三坐標測量機工程應用具有重要的現實意義和借鑒價值。

關鍵詞：三坐標測量機 RationalDMIS軟件 五軸測量

中圖分類號：TB12 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2016）03（c）-0049-02

三坐標測量機，簡稱CMM（Coordinate Measuring Machining），其特點是高精度（主流設備均達到微米級）、高效率（是傳統測量手段的數十倍、數百倍）和高柔性（多種計量儀器的高精度替代工具）。三坐標測量機主要通過接觸或掃描零部件的被檢測部位，并依靠RationalDMIS軟件進行數據處理，最后獲得被檢測對象的幾何尺寸以及相互位置關系等。三坐標測量機經常用于產品測量、零件測繪、工裝夾具的檢測、產品開發的過程測量、模具以及檢具的復雜曲面檢測、數控機床以及柔性生產單元或生產線在線測量等方面，是產品質量精密檢測和產品質量控制中不可替代的測量手段。

1 五軸測量

1.1 目的

使用三坐標測量機對復雜特征零件以五軸移動的方式進行編程測量，實現進一步提高測量效率。

1.2 設備與器材

（1）BQM1086三坐標測量機；（2）RationalDMIS5.5軟件；（3）PH20測座；（4）TP20-STD測頭；（5）測針PS16R（φ3×20）。

1.3 測量方法

RationalDMIS是著名美國愛科騰瑞公司的三坐標測量軟件產品。該軟件用戶界面簡單、操作便捷，尤為便捷的是拖放操作，一個鼠標即可完成元素選取、測量、構造、公差計算和數據輸出，極大地提高了多窗口切換、計算公差、編輯測量程序等效率。

RationalDMIS5.5允許操作人員通過圖標選擇（見圖1）或編寫語句（見表1）的方式使PH20測座按不同的運動方式進行移動，從而形成二軸、三軸、五軸（見圖2）等多種測量方法。

2 工程案例

2.1 導入CAD模型

五軸測量時，需要使用被測零部件的CAD模型。打開UCCserver及RationalDMIS5.5軟件，選擇“文件→導入CAD→IGES/STEP→瀏覽文件”，導入IGES/STEP文件，建立好工件坐標系通過“模型對齊”功能使模型與工件實際位置對齊。

2.2 編輯測量程序

在編輯程序的過程中，一般按照“先獲取理論元素后將理論值進行拖放、編輯、測量”這樣的思路進行，通過多個不同工作坐標系、設置合適的接近距離、回退距離、深度、間距面及搜索距離等參數、基本元素自動測量組合，最終得到測量程序。

2.3 預覽檢查并運行

在程序編輯完成之后，可以在CAD環境中調用程序進行模擬測量，對程序進行驗證，找出運行過程中出現的錯誤測量路徑和采點數據，并對程序進行修正，還可以進行測量仿真、測頭干涉檢查等，將實際運行中可能出現的問題降到最低，也最大程度地保證了測量過程中的安全可靠。

2.4 輸出檢查報告

最后，根據企業的測量報告格式要求，進行定制和輸出，按照要求內容、格式、顯示方式等產生圖文并茂的測量檢查報告。

3 結語

三坐標測量機實現五軸測量后大大提高了零部件的測量效率，同時也可以結合手動測量，以便于對零件進行更高要求的局部控制。在實際規劃測量方案時，要根據實際情況做出分析，以選擇合適的測量方法使測量變得更方便、快捷、合理。

參考文獻

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