Training---CMM(Zeiss-三坐标培训手册)

1、Training Material - CMM,培训材料三坐标,中文 Calypso,CMM三坐标技能培训手册,Quality Control,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,目 录,目录 3 一、工件检测的基本思路 4 二、CMM测头的定义及校验 8 三、手动测量特征元素 11 四、零件坐标系的建立PCS 14 五、构造特征元素 19 六、形位公差的评价 26 七、如何运行 程序 37 八、如何生成、编辑数据报告和图形报告 42 附录 44,Training Material - CMM,培训材料

2、三坐标,一、工件检测基本思路,一、分析 对照工件，分析图纸或零件类型，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，应测量那些元素来建立基准，并采用何种建立坐标系方法。 2、确定需要检测的项目，应该测量那些元素，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位置，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、根据工件的摆放位置及检测元素，选择合适的探头组件，并确定需要的测头角度。工件图纸的分析过程，是工件测量的基础，分析完图纸后，应出据一份详细的检测要求。,Training Material

3、 - CMM,培训材料三坐标,二、测头的定义及校验 在对工件检测之前，需对所使用的测杆进行定义及校验。在Calypso的探针功能中按照实际采用的测杆配置进行定义，并添加所使用到的测头角度。之后用标准球对其进行校验，得到正确的球径和测头角度。校验结果的准确度，直接影响工件的测量结果。 三、手动测量特征元素 何为特征元素？点、直线、平面、圆、圆槽、圆柱、球等都称之为特征元素。不是所有特征元素都可以用手动测量的。这些特征元素的最少测点数为：,Training Material - CMM,培训材料三坐标,四、建立零件坐标系PCS Calypso对于零件坐标系的建立主要提供两种方法： 3-2-1法：主

4、要应用于零件坐标系位于工件本身，且在机器的行程范围内能找到坐标原点，适用于比较规则的工件。 迭代法：主要应用于零件坐标系不在工件本身或无法直接通过基准元素建立坐标系的工件上。 五、自动测量 建立零件坐标系后，首先需将运行模式切换为CNC模式,然后使用Calypso的自动测量功能进行测量。运用自动功能进行测量时需有被检特征的理论值。并且在测头运动过程中需注意测头的运动轨迹，即在适当的位置插入中间点确保测头处于安全位置。,Training Material - CMM,培训材料三坐标,六、构造 所要评价的特征元素测量完毕，为了评价的需要，需产生一些工件本身不存在的特征元素，这种功能称之为构造。Ca

5、lypso提供了强大的构造功能：点、直线、面、圆和曲线等 七、评价形位公差 Calypso提供了“尺寸”功能来实现形位公差的评价，可直接点击相应形位公差按纽，弹出相应的菜单进行评价。可评价：位置尺寸、距离、角度、直线度、平面度、圆度、圆柱度、圆锥度、球度、位置度、平行度、垂直度、倾斜度、对称度、轮廓度等。 八、报告 由于Calypo是图形窗口、编辑窗口共同存在，所以最终产生的报告分为数据报告和图形报告两部分，可分别对两窗口进行编辑、打印。,Training Material - CMM,二、CMM测头的定义及校验 一、校验测头的目的和方法 1、在进行工件检测时,在程序中出现的数值是软件记录测杆

6、红宝石球心的位置,但实际是红宝石球表面接触工件,这就需要对实际的接触点与软件记录的位置沿着测点矢量方向进行测头半径、位置的补偿。 通过校验，消除以下三方面的误差 、理论测针半径与实际测针半径之间的误差； 、理论测杆长度与实际测杆长度的误差； 、测头旋转角度之误差。 通过检验消除以上三个误差，得到正确的补偿值。因此校验结果的准确度，直接影响工件的检测结果。,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,2、测杆的校验方法及步骤 、主探针更换：资源探针手动更换探针（CMM手动更换主探针） 、校准球定义：资源探针参考球定位（选择当前参考求的角度并运行）,Traini

7、ng Material - CMM,培训材料三坐标,、更换需校准探针：资源探针手动更换探针（CMM手动更换需校准探针） 、选择校准角度：资源探针 定义A角和B角 、校准探针：资源探针 3、校验完毕后，进入探针系统查看当前探针校对参数 绿色为校对完成,Training Material - CMM,三、手动测量特征元素,培训材料三坐标,一、如何手动测量特征元素面、线、圆 Calypso软件的运行模式共分两种：手动模式、CNC模式，手动模式测量的元素类型：点、直线、平面、圆、圆柱、圆锥、球等。 1、在测量前我们要先新建一个程序：文件新建,Training Material - CMM,培训材料三坐

8、标,2、如何测量一个平面（Measure a plane) 在测量模块上的平面采三个测点。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操作盒Enter键。 Calypso将在“图形显示”窗口以三维方式模拟出你所采的平面，并同时生成一个 元素（Plane）并赋予当前测量的数值。 3、如何测量一条线（Measure a line) 在测量直线，首先要选择合适的工作平面。在测量模块的前端面上采两个测点，测量时的顺序非常重要，因为Calypso使用该信息来创建该直线的方向。在采完第二个测点后按Enter键。Calypso将在“图形显示”窗口以三维方式模拟出你所采的平面，并同时生成一个元素

9、（Line）并赋予当前测量的数值。,Training Material - CMM,培训材料三坐标,4、如何测量一个圆（Measure a circle) 首先要选择合适的工作平面，将测头移动到一个圆的中心。将测头降到孔中并测量该圆，在弧长近似相等的圆周上采四个测点。在采完最后一个测点后，按Enter键。 Calypso将在“图形显示”窗口以三维方式模拟出你所采的平面，并同时生成一个元素（circle）并赋予当前测量的数值 5、点、圆柱、圆锥、球等特征元素测量方法基本一致。 注意事项： 1、确认操作盒为解锁状态； 2、利用手动操作盒把测头运动到所欲测点附近，然后低速驱动使测头与表面接触，应确认

10、采点方向与工件表面垂直； 3、删除采点按F3，若取消此测点按F4,Training Material - CMM,四、零件坐标系的建立PCS,培训材料三坐标,一、零件坐标系 在精确的测量中，正确地建立坐标系，与具有精确的测量机，校验好的测头一样重要。由于我们的工件图纸都是设计基准，所有尺寸都是与设计基准相关的，要得到一个正确的测量报告，就必须建立坐标系，同时，在批量检测过程中，只需建立好零件坐标系即可自动运行程序，从而更快有效。 二、坐标系的分类 1、第一种分类：机器坐标系和零件坐标系； 2、第二种分类：直角坐标系和极坐标系。 三、建立坐标系三步曲 1、找平面，确定第一轴的方向,Trainin

11、g Material - CMM,培训材料三坐标,2、旋转到一轴线，确定第二轴方向； 3、设置原点 四、建立坐标系的原则 右手螺旋定则 五、工作原理 找正- 第一组特征及被测工件平面方向，必须至少三个测量特征元素； 旋转-第二组特征及被测工件轴线方向，必须至少二个测量特征元素； 原点-第二组特征用于将零件原点平移到制定位置。,Training Material - CMM,培训材料三坐标,六、建立坐标系的方法 1、常规建立坐标系（3-2-1法） 适用范围 没有工件数模，根据图纸设计基准建立坐标系； 有工件数模，根据数模基准建立坐标系。 2、具体步骤 首先新建程序/选择适当的探针角度 应用手动方

12、式测量建立坐标系所需要的元素，分别新建平面、直线、点等特性元素； 选择基本初定位坐标系 建立新的基本坐标系,Training Material - CMM,培训材料三坐标,空间旋转：选择平面1，用平面1的法线方向（测量平面方向）作为第一轴的方向Z正方向。（如图1） 平面旋转：选择直线1，用直线1的方向作为坐标系的第二轴史量方向（测量直线方向）。（如图2） 原点：a选择平面1，用平面1做坐标系的平面方向Z的原点；（如图3） b 选择点1，应点1做坐标系X、Y轴的原点。（如图3） 上述步骤完成后，CAD绘图区会自行建立相应的坐标轴。 最后，按“确定”按钮，即完成零件坐标系的建立。,Training

13、 Material - CMM,培训材料三坐标,图1,图3,图2,Training Material - CMM,五、构造特征元素 、如何构造对称元素 步骤： 在测量模块上测量两个面，面和面； 选 构造对称,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,结果1: Calypso 计算出对称平面的位置，长度和宽度。两个平面起始点的对称点在此平面上。 结果2: 垂直的对称平面位置，长度和宽度. 2、如何构造相交元素 步骤： 在测量模块上测量两个圆，圆和圆； 选 构造相交 两个圆必须位于同一个面上。必须区别两种可能： 出现两个交点。,Training Materia

14、l - CMM,培训材料三坐标,在定义模板的结果选择中，指定需要的相交结果：结果1 用于交点1，结果2用于交点2。 如果由于两圆精确地接触，将出现一个交点，输出两个相同的结果。 在两圆之间没有交点。 此情况下， Calypso 不能计算出结果。 在实际运用中相交使用很广泛，但也要注意其所构造元素是否存在和特性。,Training Material - CMM,培训材料三坐标,3、如何构造投影元素（如点投影到平面上的位置） 步骤： 需要投影的元素.（元素1） 元素1要投影到的元素（元素2） 结果说明投影的结果决定了元素的结果输出。 圆向平面投影 圆向平面垂直移动，直到移动到平面上. 结果: 平面

15、上投影圆心坐标 圆柱向平面投影 圆柱轴线的两个端点向平面的投影为一条直线. 结果: 直线在所在坐标系下的坐标点和两个投影角. 例外: 圆柱垂直与投影面时. - 相当于一个点投影到平面上. - 结果: 点的坐标值.,Training Material - CMM,培训材料三坐标,4、如何构造圆锥计算（Calypso 使用该功能来计算） 步骤： 直径：求已知高度时的圆锥直径。 位置：求已知直径时的圆锥高度。,你唯一可以选的是圆锥。因为圆锥计算是圆锥专有的。 Calypso 需要你定义下面的项目： At L: 输入高度L，在此高度的直径将被计算出来，在参考于选项选择高度的参 考点： 高度L 可以参考

16、圆锥坐标原点。 高度L 将从圆锥顶点测量（圆锥轴和最靠近圆锥中心的表面区域的相交 点）。,Training Material - CMM,培训材料三坐标, 高度L 可以参考工件坐标系。 这里，首先最靠近圆锥轴的坐标将被计算出来。经过圆锥轴上坐标值等于L 的点的直径将被输出。 或者在: 如果你不想直接输入高度，可以使用此按钮来确定元素（如果需要， 通过和圆锥轴的相交点）来定义所需直径的高度。这里只有点， 2-D 直线和平面元素可以适用。,Training Material - CMM,培训材料三坐标,位置定义如果选择位置定义选项，便可以输入适当的直径，也可以用其它元素间接地定义需 要的直径。Ca

17、lypso 需要定义下面的输入： 在D : 直接输入直径，相应的高度将被计算出来。 或者在: 如果你没有输入直径，可以用此按钮通过确定元素来间接地确定用来定义位置的高度（在圆锥起始点上方的高度）。只有圆，圆锥圆，圆柱，圆锥和椭圆在此适用。,Training Material - CMM,六、形位公差的评价,培训材料三坐标,形位公差包括形状公差和位置公差。形状公差指的是单一实际要素形状所允许的变动量，包括直线度、平面度、圆度（圆柱度、球度、圆锥度）、除有基准的轮廓度； 位置公差是指关联实际要素的方向或位置对基准所允许的变动量包括平行度、垂直度、倾斜度、同心度、同轴度、对称度、位置度和跳动，加上特

18、征位置、距离、夹角。,Training Material - CMM,定义特性的细节 在这部分中，你将发现在定义特性时具有所有需要信息的特性列表。 对于某些特性，将在以下部分看到更多的信息。 每个特性的具体使用将帮助你更好地使用Calypso。,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training

19、Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,1、如何评价形位公差 步骤： 形状和位置选取所要的形位公差 填写相应的公差 选取元素和基准 最后按“确定”完成,培训材料三坐标,Training Material - CMM,七、如何运行 程序,培训材料三坐标,1、首先手动构造一个平面、两个圆； 2、测量平面和两圆，并由这两圆建立直线1，然后用3-2-1法建立坐标系； 3、建好坐标系后，设置安全平面 我们要如何设置呢？ 步骤

20、： 在准备工作列表中点击安全平面按钮。 在坐标系栏，选择一个参考坐标系。 安全立方体是根据参考坐标系建立起来的。 将CMM 的当前探针移动到零件的上、右和后方以外10mm（1/2in）的位置（位置1）：,Training Material - CMM,培训材料三坐标,Training Material - CMM,培训材料三坐标,按右操纵杆顶部的位置按钮（I-POS）三次（对应三个轴线）以记录当前的、和座标。 现在移动到零件的前左下角，并使探针在零件三个方向之外大约10mm 的位置。（位置2） 按右操纵杆顶部的位置按钮（I-POS）三次（对应三个轴线）以记录当前的、和座标。 点击确定，接受这些

21、值。显示信息“为已经定义的元素更新安全平面设置吗？” 如果要对所有的已定义元素更新安全平面，点击是；如果要保留原始的安全平面，则点击否 4、使用CNC测量功能进行测量； 步骤： 点击启动CNC运行 按图设置运行,Training Material - CMM,培训材料三坐标,坐标系选择：基本坐标系（工件设置的坐标系）、当前坐标系和手动运行,Training Material - CMM,5、按“确定”即CMM自动运行程序 6、程序运行完成后会自行生成当前产品所测量的数据并评价你所要评价的特性元素。 注意： 1、在编辑一个Calypso程序时，关键要注意测头所经过的路经，注意在合理的位置添加中间

22、点； 2、对与执行一个已经编辑好的测量程序，只需要按顺序手动测量用于建立坐标系的元素，Calypso将自动完成其余的测量评价。 3、在程序中添加测头角度时，一定要注意安全面的设置防止探头碰撞工件。 4、自动测量时，设置回退和测量距离。,培训材料三坐标,Training Material - CMM,八、如何生成、编辑数据报告和图形报告,培训材料三坐标,1、如何生成检测的数据报告 步骤1： 选择视图用户输出（手动） 你可以选择当前你想要输出的 形位和尺寸特性进行输出。 步骤2： 在CNC运行模式下，使用用户输出报告（打钩）会在程序完成后自行生成报告。,Training Material - CMM,培训材料三坐标,2、报告格式 三坐标报告请留档保存。,Training Material - CMM,培训材料三坐标,附录: CMM三坐标测量机日常保养,三坐标测量机的组成比较复杂,主要有机械部件、电气控制部件、计算机系统组成。平时我们在使用三坐标测量机测量工件的同时，也要注意机器的保养，以延长机器