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功能原理
簡單地說，三坐標(biāo)測量機(jī)就是在三個相互垂直的方向上有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測長元件、數(shù)顯裝置，有一個能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有)，測頭可以以手動或機(jī)動方式輕快地移動到被測點上，由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測點的坐標(biāo)值顯示出來的一種測量設(shè)備。顯然這是簡單、原始的測量機(jī)。有了這種測量機(jī)后，在測量容積里任意一點的坐標(biāo)值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測量機(jī)的采點發(fā)訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當(dāng)測頭接觸工件并發(fā)出采點信號時，由控制系統(tǒng)去采集當(dāng)前機(jī)床三軸坐標(biāo)相對于機(jī)床原點的坐標(biāo)值，再由計算機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。

面片掃描(Patch Scan)
面片掃描方式允許掃描一個區(qū)域而不再是掃描線。應(yīng)用該掃描方式至少需要四個邊界點信息，即開始點、方向點、掃描長度和掃描寬度。PC DMIS可根據(jù)基本(或缺省)信息給出的邊界點1、2、3確定三角形面片，掃描方向則由D的坐標(biāo)值決定；若增加了第四或第五個邊界點，則面片可以為四方形或五邊形。
采用面片掃描方式時，在復(fù)選框中選擇“閉線掃描”，表示掃描一個封閉元素(如圓柱、圓錐、槽等)，然后輸入起始點、終止點和方向點。終止點位置表示掃描被測元素時向上或向下移動的距離；用起始點、方向點和起始矢量可定義截平面矢量(通常該矢量平行于被測元素)?，F(xiàn)以創(chuàng)建四邊形面片為例，介紹面片掃描的幾種定義方式：
(1)鍵入坐標(biāo)值方式
雙擊邊界點“1”，輸入起始點坐標(biāo)值X、Y、Z；雙擊邊界方向點“D”，輸入掃描方向點坐標(biāo)值；雙擊邊界點“2”，輸入確定方向的掃描寬度；雙擊邊界點“3”，輸入確定第二方向的掃描寬度；點擊“3”，然后按“添加”按鈕，對話框給出第四個邊界點；雙擊邊界點“4”，輸入終止點坐標(biāo)值；選擇掃描所需的步長(各點間的步距)和步長(1、2兩點間的步長)值后，點擊“創(chuàng)建”。(2)觸測方式
選定“面片掃描”方式，用坐標(biāo)測量機(jī)草作盤在所需起始點位置觸測點，該點坐標(biāo)值將顯示在“邊界點”對話框的“#1”項內(nèi)；然后觸測第二點，該點代表掃描方向的終止點，其坐標(biāo)值將顯示在對話框的“D”項內(nèi)；然后觸測第三點，該點代表掃描面片寬度，其坐標(biāo)值將顯示在對話框的“#3”項內(nèi)；點擊“3”，選擇“添加”，可在清單上添加第四點；觸測終止點，將關(guān)閉對話框。定義掃描行距和步長兩個方向數(shù)據(jù)；選擇掃描觸測類型及所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。
(3)CAD曲面模型方式
該掃描方式只適用于有CAD曲面模型的工件。先選定“面片掃描”方式，左鍵點擊CAD工作表面；加亮“邊界點”對話框中的“1”，左鍵點擊曲面上的掃描起始點；然后加亮“D”，點擊曲面定義方向點；點擊曲面定義掃描寬度(#2)；點擊曲面定義掃描上寬度(#3)；點擊“3”，選擇“添加”，添加附加點“4”，加亮“4”，點擊定義掃描終止點，關(guān)閉對話框。定義兩個方向的步長及選擇所需選項后，點擊“創(chuàng)建”。

使用方法
三坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)的測量方式通?？煞譃榻佑|式測量、非接觸式測量和接觸與非接觸并用式測量。
其中，接觸測量方式常用于機(jī)加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測量。為了分析工件加工數(shù)據(jù)，或為逆向工程提供工件原始信息，經(jīng)常需要用三坐標(biāo)測量機(jī)對被測工件表面進(jìn)行數(shù)據(jù)點掃描。以三坐標(biāo)的FOUNCTION-PRO型三坐標(biāo)測量機(jī)為例，介紹三坐標(biāo)測量機(jī)的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
三坐標(biāo)測量機(jī)的掃描操作是應(yīng)用PC DMIS程序在被測物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)點采集，該區(qū)域可以是一條線、一個面片、零件的一個截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等。掃描類型與測量模式、測頭類型以及是否有CAD文件等有關(guān)，控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項由狀態(tài)按鈕(手動/DCC)決定。若采用DCC方式測量，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描；若采用DCC方式測量，而只有線框型CAD文件，則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式；若采用手動測量模式，則只能使用基本的“手動觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式；若采用手動測量方式并使用剛性測頭，則可用選項為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式。
下面詳細(xì)介紹在DCC狀態(tài)下，進(jìn)入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項后可供選擇的五種掃描方式。

1.開線掃描(Open Linear Scan)
開線掃描是基本的掃描方式。測頭從起始點開始，沿一定方向并按預(yù)定步長進(jìn)行掃描，直至終止點。開線掃描可分為有、無CAD模型兩種情況。
(1)無CAD模型
如被測工件無CAD模型，先輸入邊界點(Boundary Points)的名義值。打開對話框中的“邊界點”選項后，先點擊“1”，輸入掃描起始點數(shù)據(jù)；然后雙擊“D”，輸入方向點(表示掃描方向的坐標(biāo)點)的新的X、Y、Z坐標(biāo)值；雙擊“2”，輸入掃描終點數(shù)據(jù)。
第二項輸入步長。在“掃描”對話框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“”(Max Inc)欄中輸入一個新步長值。
檢查設(shè)定的方向矢量是否正確，該矢量定義了掃描開始后測量點表面的法矢、截面以及掃描結(jié)束前一點的表面法矢。當(dāng)所有數(shù)據(jù)輸入完成后點擊“創(chuàng)建”。
(2)有CAD模型
如被測工件有CAD模型，開始掃描時用鼠標(biāo)左鍵點擊CAD模型的相應(yīng)表面，PC DMIS程序?qū)⒃贑AD模型上生成一點并加標(biāo)志“1”表示為掃描起始點；然后點擊下一點定義掃描方向；點擊終點(或邊界點)并標(biāo)志為“2”。在“1”和“2”之間連線。對于每一所選點，PC DMIS已在對話框中輸入相應(yīng)坐標(biāo)值及矢量。確定步長及其它選項(如安全平面、單點等)后，點擊“測量”，然后點擊“創(chuàng)建”。
重定位整合
1 、應(yīng)用背景
在產(chǎn)品的測繪過程中，往往不能在同一坐標(biāo)系將產(chǎn)品的幾何數(shù)據(jù)一次測出。其原因一是產(chǎn)品尺寸超出測量機(jī)的行程，二是測量探頭不能觸及產(chǎn)品的，三是在工件拆下后發(fā)現(xiàn)數(shù)據(jù)缺失，需要補(bǔ)測。這時就需要在不同的定位狀態(tài)（即不同的坐標(biāo)系）下測量產(chǎn)品的各個部分，稱為產(chǎn)品的重定位測量。而在造型時則應(yīng)將這些不同坐標(biāo)系下的重定位數(shù)據(jù)變換到同一坐標(biāo)系中，這個過程稱為重定位數(shù)據(jù)的整合。
對于復(fù)雜或較大的模型，測量過程中常需要多次定位測量，終的測量數(shù)據(jù)就必需依據(jù)一定的轉(zhuǎn)換路徑進(jìn)行多次重定位整合，把各次定位中測得的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成一個公共定位基準(zhǔn)下的測量數(shù)據(jù)。
2 、重定位整合原理
工件移動（重定位）后的測量數(shù)據(jù)與移動前的測量數(shù)據(jù)存在著移動錯位，如果我們在工件上確定一個在重定位前后都能測到的形體（稱為重定位基準(zhǔn)），那么只要在測量結(jié)束后，通過一系列變換使重定位后對該形體的測量結(jié)果與重定位前的測量結(jié)果重合，即可將重定位后的測量數(shù)據(jù)整合到重合前的數(shù)據(jù)中。重定位基準(zhǔn)在重定位整合中起到了紐帶的作用.
PID控制是：比例，積分，微分控制的縮寫。
P參數(shù)：決定系統(tǒng)對位置誤差的整個響應(yīng)過程。數(shù)值越低，系統(tǒng)越穩(wěn)定，不產(chǎn)生振蕩，但剛性差，到位誤差大；數(shù)值越高，剛性越好，到位誤差小，但系統(tǒng)可能產(chǎn)生振蕩。
I 參數(shù)：控制由于摩擦力和負(fù)載引起的靜態(tài)到位誤差。數(shù)值越低，到位時間越長；數(shù)值越高，可能在理論位置上下振蕩。
D參數(shù)：此參數(shù)通過阻止誤差變化過沖給系統(tǒng)提供阻尼和穩(wěn)定性。數(shù)值越低，使系統(tǒng)對位置誤差響應(yīng)快；數(shù)值越高，系統(tǒng)響應(yīng)越慢。
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