手动特征与自动测量.doc

上午2一、手动测量特征元素2二、零件坐标系PCS？4二、建立零件坐标系（3-2-1法）4四、坐标系的平移与旋转6上午一、手动测量特征元素1、特征元素：点、直线、平面、圆、圆柱、圆锥、球、圆槽等这些都称之为特征元素。2、元素测量应遵循的原则：法矢方向触测原则：测量时，尽量按着测点的法矢方向进行测量。法线矢量：在测量机中被用来确定按什么方向驱动才能垂直于表面或被测元素。单位矢量在三维坐标系中与X轴夹角的余弦值称之为I;与Y轴夹角的余弦值称之为J;与Z轴夹角的余弦值称之为K. 不正确的矢量=余弦误差 期望接触点导致的误差法向矢量 理论接触点逼近方向角度测点分布原则：测量时，最大包容被测元素的有效范围。测量某些元素时，需要选择工作平面。工作平面：能够正确反映特征元素的投影平面。若你在上平面工作，那么就是在“Z正”平面上工作；若你测量元素是在右侧面，那么就是在“X正”工作平面工作。 在 PC-DMIS中, 当在测量二维元素、计算2D距离时，工作平面的选择非常重要。定义有效的工作平面是非常重要的。Z+X-X+Z-Y+Y-工作平面的选择对于极坐标系非常重要，PC-DMKIS将决定当前工作平面的0度。* 在Z+平面，0度在X+，90度在Y+向。* 在X+平面，0度在Y+，90度在Z+向。* 在Y+平面，0度在X-，90度在Z+向。3、PCDMIS软件的运行模式共分两种：手动模式、DCC模式（自动模式）。4、手动模式测量的元素类型：元素类型至少测量点数及注意事项点1 确认采点方向基本与工件表面垂直直线2 注意工作平面的选择，直线将投影到工作平面方向，测量时的顺序非常重要，矢量从第一个点指向第二个点平面不在同一直线的三点 最大范围的分布圆不在同一直线的三点（法矢：定义为当前工作平面的法矢，注意工作平面的选择）圆柱6点分两层（法矢：由起始层指向终止层）圆锥6点分两层（法矢：由小圆指向大圆）球4点三点一层；一点一层（法矢：定义为当前工作平面的法矢，注意工作平面的选择）5、如何进行特征推测（智能特征评价）？对于特征元素的手动测量，PC-DMIS采用了智能判别模式。在测量元素时不需要严格的指定被测元素的类型（例如：点，圆等等），当测量完一个特征元素后，按操纵盒上的DONE键（如果机器上安装了操纵盒）或键盘上的END键，PC-DMIS即可自动判别测量元素的类型。 例如：以最少点数（不在同一直线上的3点）测量一个圆，测量的点数动态的显示在状态条中，一旦测量了足够的测量点数后，按操纵盒上的DONE按钮（如果机器上安装了操纵盒）或键盘上的END键，测量结果将被显示在编辑窗口中，同时在视图窗口中出现所测量的圆。6、如何测量一个平面(Measure a Plane)？在功能演示块上平面采三个测点。这三个测点尽最大范围的分布在所测平面上。在采第三个测点后按 DONE 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。PC-DMIS误认平面为圆，可通过如下三种方法进行操作： 那么在编辑选项中，选“替代推测”，然后定义为平面。 用“CTRL+D”删去此元素，并重新采点，注意点的分布。 通过视图工具栏打开“测定值”快捷菜单，选择测量“平面”然后进行测量，即在测量元素之前，先告诉PC-DMIS你将进行平面的测量。测量示意图：二、零件坐标系PCS？ 1、为什么要建立零件坐标系PCS：在未建立零件坐标系前，所采集的每一个特征元素的坐标值都是在机器坐标系下，而图纸或CAD 模型上的坐标值都是零件坐标系下得值，为了让软件知道这些值得真实意义，软件通过一系列计算，将机器坐标系下的数值转化为相对于工件检测基准的过程称为建立零件坐标系。PCDMIS建立零件坐标系提供了两种方法：“3-2-1”法、迭代法。2、建立零件坐标系的原则：1、遵循原则：右手螺旋法则右手螺旋法则：拇指指向绕着的轴的正方向，顺着四指旋转的方向角度为正，反之为负。2、采集特征元素时，要注意保证最大范围包容所测元素并均匀分布； 二、建立零件坐标系（3-2-1法）1、应用场合：主要应用于PCS的原点在工件本身、机器的行程范围内能找到的工件，是一种通用方法。 又称之为“面、线、点”法。一般有三种方式：（1）平面、直线、点 （2）平面、平面、平面 （3）平面、圆、圆建立坐标系有三步：1、 找正，确定第一轴向2、 旋转到轴线，确定第二轴向3、 平移，确定三个轴向的零点。2、适用范围： 没有CAD模型，根据图纸设计基准建立零件坐标系 有CAD模型，建立和CAD模型完全相同的坐标系，需点击CAD=PART，使模型和零件实际摆放位置重合第一步：在零件上建立和CAD模型完全相同的坐标系第二步：点击CAD=PART，使模型和零件实际摆放位置重合4、 无CAD模型，零件坐标系建立步骤：建立坐标系前的准备：对照工件，分析图纸，明确以下要求：1. 明确工件的设计基准、工艺基准、检测基准，确定建立零件坐标系时，应测量哪些元素来建立基准，并采用何种建立坐标系方法。2. 确定需要检测的项目，应该测量哪些元素，以及测量这些元素时，大致的先后顺序。3. 根据要测量的特征元素，确定工件合理的摆放方位，采用合适的夹具，并保证尽可能一次装夹，完成所有元素的测量，避免二次装夹。4. 根据工件的摆放方位及检测元素，选择合适的测头组件，并确定需要的测头角度。工件图纸的分析过程，是工件检测的基础。分析完图纸后，应出据一份详细的检测要求。l 首先应用手动方式测量面l 路径：“插入”- “坐标系”- “新建坐标系”l 选择特征元素如：平面PLN1用面的法矢方向作为第一轴的方向如Z正，点击“找平”，建立坐标系 。注意：在手动测量特征元素时，必须考虑元素的工作平面（投影面），因此在手动测量完面后可以先建立一个坐标系，给以后手动测量特征一个正确的投影面。（eg.装夹倾斜，线的投影面不再是Z+,而是工件的上平面）l 手动方式测量线、点l 选择特征元素如：线LIN1用线的方向作为坐标系的第二个轴向如X正，点击“旋转” 。l 选择特征元素如：点PNT6，用点的X坐标分量作为坐标系的X方向的零点，然后点击原点。线LIN1，用线的Y坐标分量作为坐标系的Y方向的零点，然后点击原点。平面PLN1，用面的Z坐标分量作为坐标系的Z方向的零点，然后点击原点。上述步骤完成后，如果有CAD模型，需要执行CAD=工件，使模型和零件实际摆放位置重合l 最后，按“确定”按钮，即完成零件坐标系的建立。l 验证坐标系原点-将测头移动到PCS的原点处，查看PCDMIS界面右下角“X、Y、Z”（或者打开侧头读出窗口：CTRL+W）三轴坐标值，若三轴坐标值近似为零，则证明原点正确；轴向-将其中两个坐标轴锁定，只移动未锁定的坐标轴，查看坐标值的变化，验证轴向是否正确。此方法还可引申为一个平面、两个圆；一个圆柱、两个圆（球）等。四、坐标系的平移与旋转1、坐标系的平移：即坐标系的方向不变，坐标原点移动到一个新的位置。 操作步骤：A：选择平移的坐标轴 如： B：在偏置距离的方框里输入偏移的距离 C：点击原点：2、坐标系的旋转：即围绕着某个坐标轴旋转一定的角度，从而得到一个新的坐标系。旋转角度正负的确定：由右手螺旋法则判定。操作步骤：A：选择旋转的坐标轴：B：输入旋转的角度：C：点击旋转： 下午一、如何自动测量没有CAD的特征元素？前提条件： 1、在建立完零件坐标系后，需将模式切换为“DCC”（Direct Computer Control），；2、必须要有被测元素的理论值：鼠标点取CAD上的特征元素（有CAD）通过键盘输入该元素的理论数据，根据屏幕左下角状态栏的提示，手动测量该元素的足够采样点数获得理论数据，然后进行自动测量。3、路径：“插入-特征-自动-” 矢量点l 基本按钮参数解释如下：标识框： 用于现实创建的特征的标识。位置区：1、直角坐标： XYZ 点框显示点特征位置的 X、Y 和 Z 标称值。2、极坐标：以极径、极角、Z值的极坐标方式显示特征标称值。3、查找按钮：查找用于根据 XYZ 点对话框查找 CAD 图上最接近的 CAD 元素属性区域：捕捉点：如果使用捕捉点复选框，所有偏差都将位于点的矢量方向。方向区域：法线矢量：自动测点时的逼近矢量翻转矢量：用于翻转矢量的方向查找矢量：用于沿着 XYZ 点和 IJK 矢量刺穿所有曲面，以查找最接近的点。法线矢量将显示为 IJK 标称矢量，但 XYZ 值不会改变。安全平面：如果选中此复选框，PC-DMIS 将在第一个自动触测前插入一个“安全平面移动”命令（相对于当前坐标系统和零件原点）。当测量完特征上的最后一个测点后，测头将停留在测头深度处，直至调用测量下一个特征。使用安全平面可减少需定义的中间移动，因而能减少编程时间。测量： 选中“测量”，选中“创建”，开始进行特征元素的测量。不选中将只产生程序。l 高级按钮参数解释如下：1、杂项区域：标称值： 将输入的中心位置的XYZ值作为标称值 。 查找标称值： PC-DMIS 将刺穿 CAD 模型，以查找 CAD 棱（或曲面）上与测定点最接近的位置，然后将标称值设置为 CAD 元素上的这一位置。 主： PC-DMIS将测定特征数据用作标称值，但不会更新对话框中的 X、Y、Z 和直径数据。 厚度：用于设定钣金件的厚度。CAD工程师通常只绘制零件的一个侧面，然后指定材料厚度。当使用CAD曲面数据时,PC-DMIS会自动应用指定的材料厚度。 这个厚度值可以为“正”，也可以为“负”。每当选择CAD数据时，就会沿着曲面法线矢量自动应用此厚度。如果被测特征具有多个法线矢量（角度点或隅角点），则将沿着第一个法线矢量应用此厚度。显示所有参数：将在程序里显示特征设定的所有参数。 2、自动区域： PH9：PC-DMIS 将选择与特征元素最佳逼近方向最接近的测头位置。如果 PC-DMIS 可以找到处于测座角度公差以内的校验测尖，将使用这些测尖代替未校验测尖，以便获得更接近的角度匹配值。 注意：如果找到合适侧头角度，会转侧头，要防止碰撞。 1对于棱点和角度点特征，最佳逼近方向是两个曲面矢量的平均。 2对于隅角点特征，最佳逼近方向是三个曲面矢量的平均。 3对于其它所有自动类型，最佳逼近方向是特征曲面矢量。移动：当选择移动时，在距离方框中输入移动值，PC-DMIS 将在采样点之前和完成特征测量之后生成从中心点开始的自动移动。使用它可不需使用安全平面。3、定义选项： 目标矢量：此选项仅适用于矢量点元素，显示所进行的触测的逼近方向。重置按钮：用于重置支持矢量，使其等于标称矢量的 IJK 值。支持矢量包括测量矢量、报告矢量、更新矢量、键矢量和穿孔矢量。8.4.3曲面点测量曲面点参数解释如下：触测区域：起始：第一次测量特征时采起始样例点的点数，仅接受零个和三个点。永久：用于以后的所有测量，仅接受零个和三个点。间隙：端面上的采样点与标称点位置的距离 方位区域：法线矢量：IJK 法线矢量框显示创建自动特征要采的测点的逼近方向。 其他参数含义参见“矢量点的测量” 。测量： 曲面上任意一点是曲面点同时也可认为是矢量点。当用曲面点测量时，计算机会先测量目标位置临近三点来确定该点的矢量方向，然后沿该方向进行测量。所以法线矢量里的数值不是准确的目标位置的测量矢量，而是通过测量邻近三点计算得到的矢量，并且操作者须规定临近三点的分布距离间隔。应用情况：曲面点测量主要为解决未知矢量方向的点的测量而设置。8.4.4边界点测量棱点参数解释如下：触测区域：起始/永久：含义同矢量点。可以使用零到五之间的任意值，但是永久样例测点数不得大于起始样例测点数。PC-DMIS 将根据输入值来测量点： 0，PC-DMIS 将测量指定的标称逼近矢量和法线矢量上的点。 1，PC-DMIS 将测量法线曲面上的点。然后，棱测量结果将通过该点射影到标称曲面上。任何深度 = 值将从该点偏置。 2，PC-DMIS 将沿着指定的标称逼近方向在棱上采两个样点。然后，PC-DMIS 将使用这些测点来计算实际点测量在棱方向上的新逼近矢量。 3，PC-DMIS 将通过分别使用一个和两个样例测点的组合方法来对点进行测量。此测量方法通常称作“缝宽与平差”测量点。 4，PC-DMIS 将测量法线曲面上的三个示例样点，并调整曲面法线矢量。然后，棱测量结果将射影到这一新的标称曲面上。将从该点偏置深度值。最后，将沿着逼近矢量测量该点。 5，PC-DMIS 在对点进行测量时，将沿着指定的标称逼近方向在法线曲面上采三个点，然后在棱上采两个点。此测量方法被认为是最为精确的方法。间隙：定义与标称点位置的距离。缩进：从点位置到第一个测点的偏置距离。缩进框显示弯曲（或棱）的每条边上从点位置到第一个测点的最小偏置距离。 深度：如果指定了一个、两个或三个样例测点，则将从测定曲面值中应用深度值。方位区域：棱矢量：显示棱触测的逼近方向。它是由用户提供的 I、J、K 测定矢量。I、J、K 应始终从棱向外，并且垂直于所测量的棱。曲面矢量：显示棱点在测量后将射影到的曲面法线矢量。测量：零件边缘任意一点为棱点，测量时需设置开始与永久的采样点的个数。用户需要注意缩进是在曲面上定义的一个参数，表示采样点距离边界的距离；而深度是定义在棱面上的一个参数。其它参数参见“矢量点的测量”8.4.5角点的测量角度点参数解释如下：触测区域：永久：仅支持执行永久样例点触测。样例触测将对每个曲面使用。此选项的合法值为二或三。 如果选择两个测点，则将在垂直于棱矢量的直线上采点。 如果选择三个测点，它们将在图中所示的每个曲面上形成一个平面。缩进1/缩进2：PC-DMIS 允许您使用两个缩进框（缩进 1 和 缩进 2）来设置从点位置到角度点中弯曲的各个曲面（共两个曲面）上的测点的偏置距离。1、缩进 1 框用于设置从点位置到弯曲第一个曲面上的测点的偏置距离。2、缩进 2 框用于设置从点位置到弯曲第二个曲面上的测点的偏置距离。属性区域：“外部”复选框用于将角度定义为内角（未选中）或外角（选中）。 内角的零件立体角度小于 180 度，而外角大于 180 度。 如果选中此复选框，PC-DMIS 将把角度当作外角来测量。方位区域： 线矢量：显示角度点所在直线的矢量。它是由用户提供的 I、J、K 法线矢量。 IJK曲面1矢量：显示将测量的第一个曲面的曲面法线矢量。 IJK曲面2矢量： 显示将测量的第二个曲面的曲面法线矢量。测量：角点是两个曲面相交线上的一点，第一个曲面的位置用曲面1矢量来表示，相关参数为缩进1，表示采样点距离目标点位置。第二个曲面的位置用曲面2矢量来表示，相关参数为缩进2。当选择外角时表示测量外角线上的点。反之，为测量内角线上的点。8.4.6隅角点的测量隅角点参数解释如下：触测区域：缩进：PC-DMIS 允许您使用三个缩进框（缩进 1、缩进 2 和 缩进 2）来设置从点位置到隅 角点中弯曲的各个曲面（共三个曲面）上的样例测点的偏置距离。1、 缩进 1 框用于设置从点位置到三个平面中第一个平面上的样例测点的偏置距离。 2、 缩进 2 框用于设置从点位置到三个平面中第二个平面上的样例测点的偏置距离。 3、 缩进 3 框用于设置从点位置到三个平面中第三个平面上的样例测点的偏置距离。隅角点的缩进。对于其中一个曲面，1 为缩进点，2 和 3 为样例测点 隅角点的缩进。对于其中的一个曲面，1为缩进点，2、3为采样点。方位区域：IJK曲面1矢量：显示将测量的第一个曲面的曲面法线矢量。I、J、K 矢量应从所测量的曲面向外。IJK曲面2矢量：显示将测量的第二个曲面的曲面法线矢量。I、J、K 矢量应从所测量的曲面向外。IJK曲面3矢量：显示将测量的第三个平面的曲面法线矢量。I、J、K 矢量应从所测量的平面向外。8.4.7高点的测量：高点参数解释如下：位置区域：XYZ点框：显示起点的 X、Y 和 Z 标称值。 当创建新值后，PC-DMIS 将在新的位置绘制动画测头。此位置表示搜索的起始位置。当执行完成后，XYZ 点将包含当前工作平面上的最高点。但后继的执行会将原起点用于搜索。属性区域：增量：用于定义在搜索最高点时使用的增量。在执行期间，PC-DMIS 按照增量框中指定的数值从起点（即搜索点）开始搜索。公差：用于定义明确通知 PC-DMIS 何时停止在指定区域搜索最高点的公差值。公差值一定要小于增量值。在搜索过程中，PC-DMIS 会递减此增量值，直到小于或等于所提供的公差值，此时会指出已找到当前工作平面上的最高点。宽度：宽度定义搜索区域的宽度。如果有长度值，但是宽度值为 0，宽度值将对应于沿当前工作平面长轴的长度。长度：长度定义搜索区域的宽度。如果有宽度值，但是长度值为 0，长度值将对应于沿当前工作平面短轴的长度。框模式：搜索最高点的的方式。搜索区域将变为由宽度和长度值指定的区域。圆弧模式：搜索最高点的的方式。搜索区域将变为由外半径和内半径值指定的区域。 如果需要整个圆形区域，则将内半径设置为 0。 如果需要圆形的搜索线，则将内半径和外半径设置为相同的值。所报告的是沿着圆周的最高点。注：起点应在由圆形模式的内半径和外半径参数定义的搜索区域内。对于直线搜索的特殊情况，起点将自动调整到直线上。方位区域：法线矢量：IJK 法线矢量框显示创建自动特征要采的测点的逼近方向。执行完成后，IJK 法线矢量将显示当前工作平面中最高点的逼近矢量。中心点: 用于进行搜索的范围的中心坐标测量：该功能允许用户定义一个区域，软件通过搜寻该区域得出相对于当前工作平面方向上的最高点。其结果是一个带有具体坐标与矢量方向的单点。搜寻区域可以采用BOX模式或CIRC模式。前者要求设置区域的宽与长；后者要求设置环形区域的内外径。1、如何自动测量圆？“中心位置”：键入所要测量圆的理论圆心位置的；读位置：将快速读取测头位置并自动添加到元素的XYZ位置 “法线矢量”：是被测圆的矢量方向（测完圆后，测头抬起的方向）I、J、K：代表了该矢量分别与X轴、Y轴、Z轴夹角的余弦值。“角矢量” 定义起始角的0度位置。“触测” 选项框中的“起始”、“永久”、“间隙”定义了在采集圆时是否测量圆所在表面的三点；“起始”、“永久”文本框中只填入数值-0或3；起始：若为“3”，第一次创建程序时，采表面三点；反之，不采三点。永久：若为“3”，以后运行程序时，都要采表面三点；反之，不采三点。间隙：表面三点离圆弧的最短距离。测点数：框用于定义在测量特征时将使用的测点数。指定数量的测点将在指定的起始角和终止角之间均匀间隔。深度：从定义样例测点所在的面到测量圆本身所在的面的距离。自动区域中的 PH9复选框显示“自动 PH9”的当前设置。 如果未选择此选项，PC-DMIS 就会将当前 PH9 位置用于所进行的全部触测。 如果选择了 PH9 选项，PC-DMIS 将选择与最佳逼近方向最接近的位置。出错选项： 只要在测量周期中出现意外的测头触测或未命中的测头触测，就会自动执行“读位置”（参见“读位置”按钮）。 利用从读位置获取的新位置测量整个特征3、如何自动测量柱体？“高度”：测量柱体时，起始层的位置；“层数”：此柱体共测几层；“深度”：测量柱体时，终止层的位置。 自动区域：读位置：在测量特征前使用。PC-DMIS 将在曲面上方停止，并显示一条消息，询问您是否要使用当前数据。 如果单击否按钮回答，PC-DMIS 将要求在继续测量之前将测头移至所需位置。 如果单击是按钮作为回答，PC-DMIS 将测量特征，但会使用当前测头数据。注：“读位置”只能用于 DCC 模式。8.4.10球的测量球的参数解释如下：位置区域：中心：XYZ值显示球的中心坐标。触测区域：起始/永久：用于定义为自动特征采的样例测点。起始和永久框都只允许有一个样例测点。如果指定了一个样例测点，一旦执行零件程序，PC-DMIS 将执行以下步骤：1. 在测量球体之前停止自动测量。2. PC-DMIS 请求您垂直于球体测量方向采一个点。3. .当您采样例测点后，单击继续按钮。4. PC-DMIS 将在球体上间隙确定的区域中再采三个点。PC-DMIS 采这四个测点，然后使用计算所得的球体位置来计算具有给定数目的测点、行和角度的球体。 间隙：定义从轴的中心沿球面到样例测点的距离。当采样例测点时，PC-DMIS 将使用最佳拟合位置来确定中心应位于何处。此位置有助于在 PC-DMIS 开始测量前查找球体的大致位置。测点数：要测量一个球体，至少需要四个测点。行数：在球冠上测量的层数。各行将在起始角 2 和终止角 2 之间均匀间隔。属性区域：直 径： 球的直径。起始角1：显示球体上的起始角。这是用户以弧度提供的角度。该字段接受 0 度到 180 度（和 -0 度到 -180 度）之间的值。 注：当前工作平面的长轴为 0 度。起始角沿