三坐标测量技术广泛应用于机械制造、电子、汽车和航空工业中。下面是我为大家精心推荐的三坐标测量技术论文，希望能够对您有所帮助。
基于三坐标测量仪的精密测量技术研究
摘 要：三坐标测量仪的出现本身就是测量行业的一大革命，它不但大大提高了测量精度，而且也在智能化上有很大的进步，对于测量行业的发展有着很深的影响。为进一步提高我国齿轮行业的产品质量，提高行业竞争力，本文对三坐标测量仪的精密测量技术进行研究，探讨与其他仪器精确度方面的优缺点及发展趋势，从而保证我国齿轮产品的质量。
关键词：三坐标测量仪 测量行业 精密测量技术
中图分类号：TH721 文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2013)06(b)-0073-01
三坐标测量仪CMM(Coordinate MeasurMahine)是20世纪60年代后期发展起来的一种高效率、新型、精密的测量设备， 它广泛应用于机械制造、电子、汽车和航空工业中。三坐标测量仪可以进行零部件尺寸、形状和相互位置检测，可以用于划线、定中心孔，尤其对连续曲面进行扫描得到曲面数据及表达。获取表面数据的采集， 是产品逆向工程实现的基础和关键技术之一。
1 三坐标测量仪对测量行业的进步作用
整个测量以及机械行业的快速进步，不断地向三坐标测量仪提出了更高、更新、更多的要求，如要求速度更快、灵敏度更高、稳定性更好、样品量更少、检测微损甚至无损、遥感遥测遥控更远距、使用更方便、成本更低廉、无污染等，同时也为三坐标测量仪科技与产业的发展提供了强大的推动力，并成了仪器仪表进一步发展的物质、知识和技术基础。
1.1 解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量
实现了对基本的几何元素的高效率、高精度测量与评定，解决了复杂形状表面轮廓尺寸的测量，例如箱体零件的孔径与孔位、叶片与齿轮、汽车与飞机等的外廓尺寸检测。
1.2 提高了测量精度
提高了三维测量的测量精度，目前高精度的坐标测量机的单轴精度，每米长度内可达1 um以内，三维空间精度可达1～2 um。对于车间检测用的三坐标测量仪，每米测量精度单轴也达3～4 um。由于三坐标测量仪可与数控机床和加工中心配套组成生产加工线或柔性制造系统，从而促进了自动生产线的发展。
1.3 提高了测量效率
随着三坐标测量仪的精度不断提高，自动化程序不断发展，促进了三维测量技术的进步，大大地提高了测量效率。尤其是电子计算机的引入，不但便于数据处理，而且可以完成CNC的控制功能，可缩短测量时间达95%以上。
1.4 降低用户测量成本
随着激光扫描技术的不断成熟，同时满足了高精度测量(质量检测)和激光扫描(逆向工程)多功能复合型的三坐标测量仪的发展更好地满足了用户需求，大大降低用户测量成本，提高工作效率。
2 坐标测量仪与其他仪器的比较
2.1 影像测量仪
作为最初的精密测量仪器，影像测量仪是一个见证了整个行业开始，它提供了发展的产业平台的基础。然而，由于影像测量仪测量技术略显粗糙，因此，二次元影像仪成为行业发展的时代的产物，它是精密测量技术和功能方面，产业的发展提供技术支持。但是，即便如此，二次元影像测量仪还没有完全满足客户的需求检测，它不能提供一个解决方案的立体检查，在这种情况下，开发和生产出三坐标测量仪。当然，在此过程中制造商中过渡阶段的2.5元/m3的出现提供了帮助。这是一个从开始到目前的整个发展阶段的精密测量仪器。
2.2 三坐标测量仪
三坐标测量仪采用花岗石仪座，提高了基准平面的精度，缩小了仪器自身的精度误差。活动表座可在仪座的任何位置进行测量。仪座不生锈，使用保管方便。
三坐标测量仪的测量精度是非常高的，三坐标测量仪器和其他测量仪器相比，这点占据一个很大的优势。例如：制造精密量具，总体上是好的，用游标卡尺水平测量工具，测量精度可达+/-0.1级。但是，一般水平的三坐标测量仪，测量精度就可以高达+/-0.05。
通过上述分析，我们从二次元和三坐标的功能应用上可以看出，相较于二次元影像测量仪，三坐标测量仪可说是更加的功能全面，因为它除了测量工件的长宽参数，还可以检测工件的高，这是影像测量仪所无法达到的。
3 三坐标测量仪测量技术的发展趋势
3.1 品种更加灵活多样
在我国，人们已经越来越认识到测量检测和适当的测量装置的重要性，不仅可以帮助用户轻松地提高产品质量，也将提高生产效率，因此获得制造先进的测量设备，可以为用户提供先进的测量解决方案而得到高投资回报率。中国模具未来发展将是更大规模的、高精确度的，要求也会越来越多，多功能复合模具已成为一个热点。提高塑料模具，模具的比例及适应高压气体辅助注射成型过程的模具也将随之发展。物种多样性的变化将更加迅速，这就要求除了精确测量精度高，测量设备也更灵活，更需要轻松的测量环境随时随地方便改造，这样才能跟上发展的步伐。
3.2 逐渐向新的应用领域开发
“以市场为导向，以客户为导向”这一趋势使得三坐标测量设备技术现已广泛使用在工业应用领域的大型机器及零部件的精确测量，测量范围大，精度高，而且非常耐用，非常适合工厂环境。世界范围内获得了广泛的认可和肯定，作为行业首选三坐标测量仪器技术，将继续开发新的应用领域的测量。
4 结论
综上所述，随着生产规模日益扩大，加工精度不断提高，除了需要高精度三坐标测量仪的计量室检测外，为了便于直接检测工件，测量往往需要在加工车间进行，或将测量机直接串连到生产线上。检验的零件数量加大，科学化管理程度加强，因而需要各种精度的坐标测量机，以满足生产的需要。随着市场的不断发展壮大，三次元的产品技术也在不断的提高，三坐标测量技术也在不断进步。
参考文献
[1] 刘贵云.大批量定制生产的产品族设计技术综述[J].机械设计，2012(8)：1-4.
[2] 龚先新.大批量定制技术及其应用[M].北京：机械工业出版，2003.
[3] 丁俊健，谈士力，宋晓峰.等.基于BP神经网络的ETO产品配置设计方法[J].工程设计学报，2010，14(3)：199-203.
[4] 刘大有.一个面向大批量定制的重用配置方法[J].电子学报，2011，2：383-388.
[5] 孟静.变型零件NC程序主模板设计[J].中国机械工程，2011，17(18)：1871-1875.
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曲面测量方法研究及测量仿真
摘要 3-4
ABSTRACT 4-5
第一章 绪论 9-15
1.1 引言 9
1.2 曲面测量方法 9-11
1.3 国内外研究现状 11-13
1.3.1 已知CAD 模型的曲面测量研究现状 11
1.3.2 未知CAD 模型的曲面测量研究现状 11-12
1.3.3 测量仿真研究现状 12-13
1.4 课题背景及主要研究内容 13-15
1.4.1 选题背景 13-14
1.4.2 论文主要研究内容 14-15
第二章 CMM 测量曲面技术研究 15-27
2.1 引言 15
2.2 CMM 测量软件 15-16
2.3 曲面的CMM 测量方式 16-19
2.3.1 点位触发式 16-17
2.3.2 连续扫描式 17-18
2.3.3 编程方式 18-19
2.4 曲面测量路径规划 19-23
2.4.1 测量路径的设计原则 19-21
2.4.2 曲面测量路径规划策略 21-23
2.5 测头半径补偿 23-25
2.6 测量误差评定 25-26
2.6.1 点位测量下的测量误差评定 25-26
2.6.2 扫描测量下的测量误差评定 26
2.7 本章小结 26-27
第三章 CMM 测量曲面误差分析及减小方法 27-47
3.1 引言 27
3.2 机器误差对测量误差的影响 27-33
3.2.1 静态误差 27-30
3.2.2 动态误差 30
3.2.3 机器误差补偿 30-33
3.3 工件坐标系的建立对测量误差的影响 33-38
3.3.1 产生工件坐标系建立误差的原因 34
3.3.2 常用的工件坐标系建立方法 34-36
3.3.3 不同方法下的测量误差比较 36-37
3.3.4 减小工件坐标系建立误差的方法 37-38
3.4 测量规划对测量误差的影响 38-42
3.4.1 沿法矢量规划测量路径 39
3.4.2 通过数学模型求测点矢量 39-42
3.5 测头半径补偿对测量误差的影响 42-44
3.5.1 测头的选择 42-43
3.5.2 测头半径补偿误差 43-44
3.6 测量人员操作水平对测量误差的影响 44-46
3.6.1 手动测量误差 44
3.6.2 实现三坐标自动测量 44-46
3.7 本章小节 46-47
第四章 已知CAD 模型的曲面测量及仿真 47-71
4.1 引言 47
4.2 三平面法与最小二乘法建立工件坐标系 47-52
4.2.1 工件坐标系建立过程 47-49
4.2.2 叶片检测中工件坐标系的建立 49-52
4.3 测点自适应分布 52-57
4.3.1 测点数确定 52-54
4.3.2 曲率差值法实现测点自适应分布 54-56
4.3.3 直线夹角法实现测点自适应分布 56-57
4.4 沿矢量方向进行路径规划与半径补偿 57-59
4.4.1 沿矢量方向规划测量路径 58
4.4.2 沿矢量方向补偿测头半径 58-59
4.5 测量仿真 59-70
4.5.1 仿真方法研究 60
4.5.2 最小二乘法实现初始坐标系的变换 60-62
4.5.3 实现测点自适应分布 62-65
4.5.4 测量路径仿真检验 65-66
4.5.5 避障点设置 66-67
4.5.6 DMIS 程序生成 67-68
4.5.7 三坐标测量数据读取 68-69
4.5.8 测量误差评定 69-70
4.6 本章小结 70-71
浅谈数控机床的国产化 摘要：我国从1958年开始发展数控技术，到现在已经建立了一定的规模体系。到目前为止我国数控市场大多被国外数控系统占领，本文主要讨论的是国产低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床如何占领国内市场。 关键词：国产化数控机床；低价位、高速、重型数控机床；售后保障机制 我国自从1958年开始研究数控技术以来，到现在已经建立了以中、低档数控机床为主的产业体系。数控产业化的最终成功将体现在数控机床的全国产业化和市场占有率上。到目前为止，我国数控市场大多被国外数控系统占领，例如日本FANUC系统、德国的SIEMENS系统等一些国外知名品牌在我国占有很大的市场，而国产系统由于各种原因受到冷落。 数控技术和数控装备是制造工业现代化的重要基础。这个基础是否牢固将直接影响到一个国家的经济发展和综合国力，关系到一个国家的战略地位。因此，必须在国内市场上快速收复失地，在国际市场上稳步进军，才能最终打赢国产数控机床市场翻身仗。下面仅就低价位数控机床、高速高效数控机床和重型数控机床的发展问题做一简单讨论。 一、大力发展低价位数控机床 低价位数控机床，就是功能满足用户小批量，多品种生产要求(无功能浪费)、技术指标适中、可靠性好、价格便宜，中、小型企业都能接受的普及型数控机床。这类机床已成为国际市场上数控机床的发展趋势之一，也是国内众多用户渴求的产品，比较适合中国国情，其市场前景相当广阔。然而，如果采用国外数控系统(包括伺服元件)按照传统思路来发展低价位机床，是很难将价格降至广大用户所能接受的水平。因此，采用本文提出的新型集成化国产数据系统来发展高性能的低价位数控机床，将是一条最有希望成功的道路。只要有一定批量，由此构成的国产普及型数控车床的售价完全可以控制在10万元以内，三坐标数控铣床可控制在l5万元左右，加工中心可控制在2O万元左右。此价位的国产数控机床将是具有较强竞争力。 二、加速开发高速数控机床 高速、高效是数控机床发展的另一大潮流。发展高速、高效数控机床的技术途径可有以下几条： ①通过提高切削速度和进给速度的方法，来满足成倍提高生产效率，有效提高零件的表面加工质量和加工精度的加工效果，并且此方法还能解决常规加工难以解决的某些特殊材料(如铝钛合金、模具钢、淬硬钢)和特殊形状零件(如复杂薄壁零件)的高效加工问题。 ②通过工艺复合的方法来减少工件的安装次数， 这样能有效地缩短搬运和装夹时间。例如，将五面五轴加工中心与立车复合构成万能加工中心，可实现一次装卡完成零件的大部分(或全部)加工任务。 ③采用高速、高精度圆周铣的方法，能够完成以螺旋轨迹插补实现不钻底孔的直接攻丝等新的加工方法，这种方法能够大幅度减少换刀次数，提高加工效率。 ④为数控机床开发智能寻位加工功能，消除对精密夹具和人工找正的依赖，有效缩短单件小批量加工的准备时间。 在我国现实条件下，如果沿用传统思路是难以实现上述途径的，因此必须立足国情、结合实际、勇于创新、大胆探索新的道路。考虑到常规数控机床在总体结构上基本上采用工件和刀具沿各自导轨共同运动的方案，一方面由于机床传动环节刚性不足和导轨中摩擦阻力较大，使运动部件难以获得高的进给速度；另一方面由于工件、夹具和工作台的总质量比较大，使之难以获得高的加速度。此外，传统机床结构是一种串联开链结构，组成环节多、结构复杂，并且由于存在悬臂部分，部件和环节间存在联接间隙，所以不容易获得高的总体刚度，因此难以适应高速高效加工的特殊要求。为此，开发国产高速高效数控机床时，可采用工件固定，以直线电机组成并联短链直接驱动主轴和刀具运动，将高速高精度传动与高刚度支撑合二为一的适合于高速高效加工中心的新型结构。采用该结构的高速高效数控机床不但速度高、刚度高，如果在传动与控制上处理得当，还可以达到比常规机床更高的加工精度和加工质量，而且具有机械结构简单，零部件通用化、标准化程度高，制造成本低，易于经济化批量生产等显著优点。因此，沿此思路发展高速高效数控机床将是一条符合国情、易于取得成功的道路。 三、突破重型数控机床的设计制造技术 重型数控机床(特别是多坐标重型数控机床)是国民经济和国防生产中的重大关键设备，属于战略物资，真正先进的重型数控机床国外是不可能卖给我们的。因此，在我国下世纪数控产品的发展中必须依靠自己的力量进行解决。发展重型数控机床必须有过硬的基础，我们在数控机床国产化的进程中应不断总结经验，加强基础技术和关键技术研究，充分发挥我国产、学、研相结合的优势，各部门通力合作、共同努力，争取在短时期取得突破性进展。 四、建立起有力的售后保障机制 数控系统和数控机床做为典型的高技术产品，对用户的技术支持和服务是相当重要的，以前国产数控产品丧失信誉的原因，除可靠性问题外，另一大问题应是缺乏有力的技术支持和服务。用户花了很多钱买的数控机床或数控系统，一旦出现问题却叫天天不应，叫地地不灵，即便是厂家答应了，维修人员也不能及时到位，而且维修人员的技术水平也是参差不齐的，在这个讲究效率的时代，这样的售后服务是行不通的，长此下去谁还敢买我们的产品呢。因此，对用户的技术支持和服务应当成为我们重要的日常工作，使我们在市场上向纵深挺进的同时，有一个强大后方做保障。因此，为了取得数控产品市场竞争的全面胜利，必须建立一个以技术支持和服务为核心的强大的售后服务基础。
