三坐标测量典型测量零件的设计[UG]【2张图/15900字】【优秀机械毕业设计论文】
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毕业设计（论文）开题报告 题目 三坐标测量（接触法） 典型 测 量零件的设计 专 业 名 称 机械设计制造及其自动化 班 级 学 号 078105333 学 生 姓 名 徐维玮 指 导 教 师 罗海泉 填 表 日 期 2011 年 3 月 24 日 说 明 开题报告应结合自己课题而作，一半包括：课题依据及课题的意义、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述）、研究内容及 实验方案、目标、主演特色及工作进度、参考文献等内容。 以下填写内容 各专业 可根据具体情况适当修改。 但每个专业填写内容应保持一致 一、选题的依据及课题的意义 本设计 利用 件 对 三坐标测量技术 典型 测量零件 进行设计，得到零件 主要部分的 序 。 随着如今数控加工越来越普及，对于一些模型的复杂曲面的加工，大都通过软件建模，再进行仿真加工得到 序后，之后只要进行部分修改就可用于实际加工。这样提高了生产效率以及缩短了编程时间，对于实际生产大有帮助。数控加工是现代制造技术的典型代表，在制 造业，如航空航天、汽车摩托车、模具、精密机械和家用电器等各个领域有着日益广泛的应用，已成为这些行业中不可缺少的加工手段。伴随着全球制造业向我国逐步转移的发展趋势，对数控加工的需求必将呈现出高速、持续的增长。 随着 控加工及快速成型等先进制造的不断发展，以及这些技术在模具行业中的普及应用，模具设计及制造领域正发生着一场深刻的技术革命，传统的二维设计及模拟量加工方式正逐步被基于产品三维数字化定义的数字化制造方式所取代。在这场技术革命中，逐步掌握三维件的使用，并用于模具的数字化设计与 制造是其中的关键。因此选此课题进行设计与研究。 二、国内外研究概况及发展趋势（含文献综述） 如今国内外用于三维建模的 件有很多，如 、 E、 等。 本设计所采用的 件 是美国 司（现已经被西门子公司收购）的集 能于一体的软件集成系统 ，可以支持不同的硬件平台 。 而于 1982 年成立的以色 列 司，该软件具有功能齐全、操作简便、学习简单、经济实用的特点，受到小型加工 企业特别是模具企业的欢迎，在我国有广泛的应用。 美国 司研制开发的 统，它从一开始就是在 台下开发的 软件，分成 计模块、 床加工模块、 床加工模块、切割加工模块。也是一种简单易学、经济实用的小型 件。 E 制造工程师是我国北京北航海尔软件有限公司开发的一款件，作为国产 件的代表，充分考虑中国特色，符合国内工程师的操作习惯。高效易学，为数控加工行业 提供了从造型、设计到加工代码生成、加工仿真、代码校验等一体化的解决方案。其他的件还有法国达索公司的 航空领域中大多使用 司的 司的 、 司的等。 模型检测的方法也有很多，现在大部分采用三坐标检测机进行检测 ，本设计也是如此 。 三坐标测量机 (图一 ) 是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称 为三坐标测量仪或 三次元 。 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。 几十年以前，三坐标测量 机 在工业界仅是极少人知道的。自从 60 年代起，由于电子、计算机及传感器等技术的发展，三坐标测量 机 的功能及应用，也改善了许多，使制造工业可以达到高质量、高效率及多功能等测量需求。因此质量管理部门可以对工件的尺寸、几何形状及轮廓等测量达到快速且精确。 19201930 年代间，由于万能测量显微镜及工具显微镜无法做轴方向的测量。 1940 年英国 规制造公司，首先推出以肉眼来读标准尺及显微镜的比较测量方 式的三坐标测长 机 。 1950 至 1960 年间英国 司真正制造出三坐标测量机，但仍沿用肉眼读出方式，因此需用熟练的技术人员来操作方能达成。 1960 年后，英国国家工程实验所 (及国家物理实验所 (共同研究出使用线性光栅式 (及莫瑞条纹 (来编码，这就是今日所用三坐标测量 机 数值读出方式，目 前各轴移动最小读数 可达 后再配合计算机应用。由于计算机软件的设计为交谈式，故在使用上十分方便，因而三坐标测量 机 的使用，已为现代工业测量不可或缺的利器 。 图一 三坐标测量机 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 件的应用，越来越多的技术部门使用三维 模技术进行设计。因此，各坐标机厂家纷纷推出了基于三维 术的测量软件，直接将客户设计好的三维 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 测量成为目前三坐标测量软件的发展热点。 在 计中，一般的规则工件通过基本的特征命令即可完成三维实体设计，比如拉伸、打孔等，对于此 类工件的检测，相对比较简单。随着工业造型的发展，以及加工中心的应用，越来越多的工件被设计成复杂的形状表面，比如覆盖件、内饰件等。曲线曲面的建构技术在 型中属于比较高级的设计范畴，许多高档三维 件都有专门的曲线、曲面处理模 块，使得用户可以设计出 B 级甚至 A 级曲面。曲面类工件的检测，对三坐标测量软件提出了更高的要求。 三、研究内容及实验方案 本设计 利用 件对三坐标测量技术典型测量零件进行设计， 再 得到零件主要部分的 序。 将 实体建模、曲面建模、线框建模、显示几何建模与参数化建模融为一体 ， 而且 具有良好的用户介面，绝大多数功能都可通过图标实现；进行对象操作时，具有自动推理功能；同时，在每个操作步骤中，都有相应的提示信息，便于用户做出正确的选择。 所以只要 了解了 基本操作，就能根据其 能设计出符合要求的零件，并通过 能分析出零件主要部分的 序。 通过 件 进行三维建模 后 ， 再 通过三坐标 测量 机进行检测 ，它的工作原理是 首先将各被测几何元素的测量转化为对这些几何元素上一些点集坐标位置的测量，在测得这些点的坐标位置后，再根据这些点的空间坐标值，经过数学运算求出其尺寸和形位误差。如图 二 所示，要测量零件上一圆柱孔的直径，可以在垂直于孔轴线的截面 I 内，触测内孔壁上三个点（点 1、 2、3），则根据这三点的坐标值就可计算出孔的直径及圆心坐标 果在该截面内触测更多的点（点 1， 2， ， n， n 为测点数），则可根据最小二乘法或最小条件法计算出该截面圆的圆度误差；如果对多个垂直于孔轴线的截面圆（ I， ， m， m 为测量的截面圆数）进行测量，则根据测得点的坐标值可计算出孔的圆柱度误差以及各截面圆的圆心坐标，再根据各圆心坐标值又可计算出孔轴线位置；如果再在孔端面 A 上触测三点，则可计算出孔轴线对端面的位置 度误差。由此可见， 这一工作原理使得其具有很大的通用性与柔性。从原理上说，它可以测量任何零件的任何几何元素的任何参数。 图二 坐标测量原理图 利用 三坐标测量机 对零件进行测量有两种方法：接触式测量和非接触式测量（激光扫描测量） 。 接触式测量的测量步骤为 首先运行空气压缩机， 清洁导轨面。温度湿度满足要求；再 对 电器系统加电 、 机器加电 ；然后 运行测量 软件 （或者非接触式测量 激光扫描软件 标定测头及标准球 ， 测量基本元素 ，再 建立 “3 2 1”坐标系 ，最后对 零件参数进行评价。 而 激光扫 描测量的测量步骤则是在这个基础上对零件进行扫描，导出点云图，最后再进行逆向 工程处理。 四、目标、主要特色及工作进度 设计技术要求 （目标） ： 文等符合规范要求 。 本设计的主要特色是通过 设计 三坐标检测 技术典型测量零件 ，熟悉 三坐标检测 技术 ；通过 件培养自身 计能力 ； 最 后 对 所设计零件的典型 曲面 进行 计 并通过后处理生成 序 。 工作进度： 集资料、确定方案 、外文翻译（ 6000 实词以上） 3 月 25 日前 2. 分析确定三坐标（接触法）测量的典型测量零件的方案 4 月 8 日前 3. 三坐标（接触法）测量典型零件的三维实体设计 4 月 29 日前 4. 零件数控精加工程序的编制及仿真 5 月 13 日前 制测量工艺规程 5 月 27 日前 业设计说明书 6 月 24 日前 五、参考文献 1. 式三坐标测量机用户手册 2. 郑贞平、喻得 . 文版三维设计与 工实例精
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