三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)的測(cè)量方式通常可分為接觸式測(cè)量、非接觸式測(cè)量和接觸與非接觸并用式測(cè)量.其中,接觸測(cè)量方式常用于機(jī)加工產(chǎn)品、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測(cè)量.為了分析工件加工數(shù)據(jù),或?yàn)槟嫦蚬こ烫峁┕ぜ夹畔?經(jīng)常需要用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)被測(cè)工件表面進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)掃描.本文以美國(guó)Brown & Sharpe公司Microxcel Pfx454型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為例,介紹三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的幾種常用掃描方法及其操作步驟。
        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的掃描操作是應(yīng)用PCDMIS程序在被測(cè)物體表面的特定區(qū)域內(nèi)進(jìn)行數(shù)據(jù)點(diǎn)采集,該區(qū)域可以是一條線、一個(gè)面片、零件的一個(gè)截面、零件的曲線或距邊緣一定距離的周線等.掃描類型與測(cè)量模式、測(cè)頭類型以及是否有CAD文件等有關(guān),控制屏幕上的“掃描”(Scan)選項(xiàng)由狀態(tài)按鈕(手動(dòng)/DCC)決定.若采用DCC方式測(cè)量,又有CAD文件,則可供選用的掃描方式有“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周線”(Perimeter)掃描；若采用DCC方式測(cè)量,而只有線框型CAD文件,則可選用“開線”(Open Linear)、“閉線”(Closed Linear)和“面片”(Patch)掃描方式;若采用手動(dòng)測(cè)量模式,則只能使用基本的“手動(dòng)觸發(fā)掃描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手動(dòng)測(cè)量方式并使用剛性測(cè)頭,則可用選項(xiàng)為“固定間隔”(Fixed Delta)、“變化間隔”(Variable Delta)、“時(shí)間間隔”(Time Delta)和“主體軸向掃描”(Body Axis Scan)方式.
影像測(cè)量?jī)x(三次元測(cè)量?jī)x)
下面詳細(xì)介紹在DCC狀態(tài)下,進(jìn)入“功能”(Utility)菜單選取“掃描”(Scan)選項(xiàng)后可供選擇的五種掃描方式
        1.開線掃描(Open Linear Scan)
        開線掃描是最基本的掃描方式.測(cè)頭從起始點(diǎn)開始,沿一定方向并按預(yù)定步長(zhǎng)進(jìn)行掃描,直至終止點(diǎn).開線掃描可分為有、無CAD模型兩種情況.
        (1).無CAD模型
        如被測(cè)工件無CAD模型,首先輸入邊界點(diǎn)(Boundary Points)的名義值.打開對(duì)話框中的“邊界點(diǎn)”選項(xiàng)后,先點(diǎn)擊“1”,輸入掃描起始點(diǎn)數(shù)據(jù);然后雙擊“D”,輸入方向點(diǎn)(表示掃描方向的坐標(biāo)點(diǎn))的新的X、Y、Z坐標(biāo)值;最后雙擊“2”,輸入掃描終點(diǎn)數(shù)據(jù).
        第二項(xiàng)輸入步長(zhǎng).在“掃描”對(duì)話框(Scan Dialog)中“方向1技術(shù)”(Direction 1 Tech)欄中的“”(Max Inc)欄中輸入一個(gè)新步長(zhǎng)值.
        最后檢查設(shè)定的方向矢量是否正確,該矢量定義了掃描開始后測(cè)量點(diǎn)表面的法矢、截面以及掃描結(jié)束前點(diǎn)的表面法矢.當(dāng)所有數(shù)據(jù)輸入完成后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”.
        (2).有CAD模型
如被測(cè)工件有CAD模型,開始掃描時(shí)用鼠標(biāo)左鍵點(diǎn)擊CAD模型的相應(yīng)表面,PC DMIS程序?qū)⒃贑AD模型上生成一點(diǎn)并加標(biāo)志“1”表示為掃描起始點(diǎn);然后點(diǎn)擊下一點(diǎn)定義掃描方向;最后點(diǎn)擊終點(diǎn)(或邊界點(diǎn))并標(biāo)志為“2”.在“1”和“2”之間連線.對(duì)于每一所選點(diǎn),PC DMIS已在對(duì)話框中輸入相應(yīng)坐標(biāo)值及矢量.確定步長(zhǎng)及其它選項(xiàng)(如安全平面、單點(diǎn)等)后,點(diǎn)擊“測(cè)量”,然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”
        2.閉線掃描(Closed Linear Scan)
        閉線掃描方式允許掃描內(nèi)表面或外表面,它只需“起點(diǎn)”和“方向點(diǎn)”兩個(gè)值(PC DMIS程序?qū)⑵瘘c(diǎn)也作為終點(diǎn)).
        (1).數(shù)據(jù)輸入操作
        雙擊邊界點(diǎn)“1”,在編輯對(duì)話框中輸入位置;雙擊方向點(diǎn)“D”,輸入坐標(biāo)值;選擇掃描類型(“線性”或“變量”),輸入步長(zhǎng),定義觸測(cè)類型(“矢量”、“表面”或“邊緣”);雙擊“初始矢量”,輸入第“1”點(diǎn)的矢量,檢查截面矢量;鍵入其它選項(xiàng)后,點(diǎn)擊“創(chuàng)建”.
也可使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)操作盤觸測(cè)被測(cè)工件表面的測(cè)點(diǎn),然后觸測(cè)方向點(diǎn),PC DMIS程序?qū)褱y(cè)量值自動(dòng)放入對(duì)話框,并自動(dòng)計(jì)算初始矢量.選擇掃描控制方式、測(cè)點(diǎn)類型及其它選項(xiàng)后,點(diǎn)擊“創(chuàng)建”.