三坐标测量机设计（三维测量系统）说明书.doc

1摘要从60年代初发明到现在，三坐标测量机（CMM）在制造业得到世界范围广泛应用，成为3D检测工业标准设备。三坐标测量技术得到迅速发展，而配套检测软件的发展，更是突飞猛进。最早的三坐标测量机只能显示XYZ坐标，而目前的各种检测软件几乎可以解决用户的绝大部分问题。软件日益成为影响用户使用好坏的关键所在。CMM测量软件发展趋势，对于传统的三坐标测量机检测来说，通常是设计部门提供二维图纸，检验部门根据图纸对工件进行尺寸及形位公差的检测。随着三维CAD软件的应用，越来越多的技术部门使用三维CAD建模技术进行设计。因此，各坐标机厂家纷纷推出了基于三维CAD技术的测量软件，直接将客户设计好的三维CAD模型导入测量软件进行检测。这样做的优点非常明显，不需要额外的图纸，理论值可以直接捕获，更可以进行测量仿真，测头干涉检查等，所以，受到用户的一致好评。基于CAD的测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。关键词三坐标测量机传感器三维传动装置2AbstractInventsfromthebeginningofthe60stopresent,coordinatemeasuringmachines(CMM)obtainstheworldwidescalewidespreadapplicationinthemanufacturingindustry,becomesthe3Dexaminationindustrystandardequipment.Threecoordinatessurveytechnologyobtainstherapiddevelopment,butthenecessaryexaminationsoftwaredevelopment,isprogressesbyleapsandbounds.TheearliestcoordinatemeasuringmachinesonlycandemonstratetheXYZcoordinates,butthepresenteachkindofexaminationsoftwaremaysolveusersmajorpartproblemnearly.Thesoftwarebecomestheinfluenceuserusequalitythekeytobeatdaybyday.TheCMMsurveysoftwaretrendofdevelopment,regardingthetraditionalcoordinatemeasuringmachinesexamination,usuallyisdesignsthedepartmenttoprovidethetwo-dimensionalblueprint,theinspectiondepartmentcarriesonthesizeandtheshapepositioncommondifferenceexaminationaccordingtotheblueprinttotheworkpiece.AlongwiththethreedimensionalCADsoftwareapplication,themoreandmoremanytechnicaldepartmentusesthethreedimensionalCADmodelingtechnologytocarryonthedesign.Therefore,variouscoordinatesmachinefactoryhaspromotedinabundancebasedonthethreedimensionalCADtechnologysurveysoftware,thethreedimensionalCADmodelwhichdesignsthecustomerinductsdirectlysurveysthesoftwaretocarryontheexamination.Doesthisthemeritisextremelyobvious,doesnotneedtheextrablueprint,thetheoreticalvaluemaycatchdirectly,maycarryonthesurveysimulation,thegaugeheadinterferenceinspectionandsoon,therefore,receivestheusertheconsistenthighpraise.SurveythesoftwarebasedontheCADsurveyintoatpresentthreecoordinatesthedevelopmenthotspot.KeywordsCoordinatemeasuringmachinesSensorThreedimensionalTransmissiondevice3目录摘要IAbstractII第1章绪论11.1三坐标测量机的应用与发展11.2三坐标测量机测量原理41.2.1三坐标测量机的组成51.2.2三坐标测量机的结构特点51.3设计要求6第2章三坐标测量机总体设计方案72.1设计任务和内容72.2总体设计方案拟订72.2.1三坐标测量机机械部分设计72.2.2三坐标测量机电路部分设计82.3主要参数的确定14第3章三坐标测量机进给系统的设计计算153.1进给系统步进电动机的选择计算153.1.1调速电动机的容量的计算153.1.2步进电动机的概述153.1.3步进电动机的容量的计算163.2轴概述163.2.1轴的用途163.2.2轴的材料163.2.3轴的材料173.3轴的结构设计173.3.1拟定轴上零件的装配方案173.3.2轴上零件的定位173.3.3轴的结构设计183.3.4初步设计轴的最小直径.203.3.5拟定轴上零件的装配方案213.3.6根据轴向定位的要求确定轴的个段直径和长度2143.3.7轴上零件的轴向定位223.3.8确定轴上圆角和倒角尺寸223.4丝杠螺母副的选用计算223.4.1丝杠螺母的导程的确定223.4.2确定丝杠的等效转速233.4.3丝杠的等效负233.4.4确定丝杠所受的最大动载荷Cax233.4.5临界压缩负荷Fcr233.4.6临界转速验算243.4.7计算轴承动载荷253.4.8丝杠拉压振动和扭转振动的固有频率验算263.5丝杠的扭转刚度263.6传动精度计算273.7导轨的选型及计算273.7.1滚动导轨的结构及配283.7.2滚动导轨副的预紧283.7.3滚动导轨副润滑防护293.8横向伺服进给系统的设计计算（同以上方法）293.9纵向、横向的移动工作台的装配图（见附图1）29第4章夹具的初步设计304.1载要304.2机床夹具的基本要求304.3机床夹具概述