機(jī)器配置

技術(shù)、功能,、特點(diǎn)說(shuō)明
1,、主機(jī)

 
（圖1）

主要材質(zhì)及零部件：00級(jí)專用優(yōu)質(zhì)花崗巖平臺(tái)及三軸導(dǎo)軌，精密鑄造加工航空鋁合金立柱,，英國(guó)RENISHAW高精度光柵,、讀數(shù)頭測(cè)長(zhǎng)系統(tǒng)，SMC精密空氣過(guò)濾器及自動(dòng)檢測(cè)控制裝置,，進(jìn)口國(guó)際知_名品_牌直流伺服電機(jī),德國(guó)FESTO氣管接頭,，優(yōu)質(zhì)空氣軸承，德國(guó)進(jìn)口配件的非線性彈簧系統(tǒng),，德國(guó)IGUS低摩擦無(wú)噪音拖鏈及高柔性拖鏈電纜,，美國(guó)蓋茨（GATES）高性能同步帶，美國(guó)進(jìn)口精密滾珠軸承,高級(jí)汽車級(jí)進(jìn)口工業(yè)面漆等,。
1.1龍門移動(dòng)式結(jié)構(gòu),，整體式工作臺(tái)，使其具有承載能力強(qiáng),、工件放置空間寬闊,、裝卸便捷的特點(diǎn)。三軸導(dǎo)軌均采用優(yōu)質(zhì)花崗巖材料,，使三軸具有相同的溫度特性,，因而具有良好的溫度穩(wěn)定性、抗時(shí)效變形能力,，剛性好,、幾何變形最小,；專業(yè)花崗巖生廠商聯(lián)合開發(fā)的新式花崗巖導(dǎo)軌加工檢驗(yàn)工藝,，將花崗巖導(dǎo)軌的加工精度提高到一個(gè)新的等級(jí)。

 
（圖2）

1.2 采用高精度空氣軸承,，環(huán)抱式軸承布局設(shè)計(jì)（如圖1）提高了機(jī)器的剛性和穩(wěn)定性,，即使長(zhǎng)期工作，也能保持很高的精度,，同時(shí)確保了機(jī)器優(yōu)異的動(dòng)態(tài)特性,。
1.3 獨(dú)_特的Z軸防扭轉(zhuǎn)設(shè)計(jì)是決定測(cè)量機(jī)精度的重要環(huán)節(jié)，可靠的防轉(zhuǎn)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)即使在使用測(cè)頭加長(zhǎng)桿時(shí)也能獲得很高的精度,。
1.4 特_有非線性彈簧系統(tǒng)的應(yīng)用（專_利技術(shù)）（如圖2）降低了導(dǎo)軌微小誤差對(duì)測(cè)量精度的影響,，同時(shí)保證設(shè)備具有更高的環(huán)境溫度適應(yīng)性。

 
（圖3）

1.5 三軸采用高性能同步帶傳動(dòng),，不但可以獲得很高的運(yùn)動(dòng)速度以提高測(cè)量效率,，還可以最大限度的降低傳動(dòng)慣量以提高運(yùn)動(dòng)加速度；傳動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)隔離設(shè)計(jì),，使得機(jī)器高速運(yùn)動(dòng)時(shí)也能把機(jī)械振動(dòng)對(duì)測(cè)量精度的影響降到最小,。
1.6 進(jìn)口低摩擦無(wú)噪音拖鏈，降低了各種運(yùn)動(dòng)軸外力干擾,，同時(shí)提高各運(yùn)動(dòng)軸靈活性和可靠性,。
1.7 橫梁采用獨(dú)_特的導(dǎo)軌結(jié)構(gòu)（如圖3）三角形是同樣面積中截面周長(zhǎng)最大的形狀。三角形的導(dǎo)軌保證了在最小慣量的條件下取得最大的導(dǎo)向空氣軸承跨距,，大幅提高了導(dǎo)軌的防轉(zhuǎn)精度,。
1.8 長(zhǎng)度測(cè)量系統(tǒng)采用英國(guó)RENISHAW高精度反射式金屬帶狀光柵尺和讀數(shù)頭，具有極_高的精度和精度穩(wěn)定性,。
1.9 SMC高精度空氣過(guò)濾器可以使壓縮空氣達(dá)到極_高的潔凈度以有效地保護(hù)空氣軸承和導(dǎo)軌,，同時(shí)自動(dòng)排水裝置使得操作者使用時(shí)更加省心省力，避免了因忘記排水導(dǎo)致的設(shè)備損壞,。全數(shù)字氣源檢測(cè)裝置,，加強(qiáng)對(duì)氣源波動(dòng)檢測(cè)的靈敏度，將氣源對(duì)測(cè)量精度的影響降至最_低,。
1.10 完善的安全保護(hù)裝置,，能在一些意外發(fā)生時(shí)及時(shí)鎖死三軸，避免更大的意外發(fā)生,，保護(hù)機(jī)器的安全,。
1.11 整機(jī)設(shè)計(jì)符合人機(jī)工程學(xué)原理，使用簡(jiǎn)單方便,，易于保養(yǎng)及維護(hù),。

 
（圖4）

2、控制系統(tǒng)
RENISHAW  UCC控制系統(tǒng)（如圖4）是一款專門為CNC三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)而設(shè)計(jì)制造的數(shù)控系統(tǒng),，該控制系統(tǒng)采用了控制層和應(yīng)用層分開的原理,，為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)的高精度，準(zhǔn)確性,，高效率提供了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ),。控制系統(tǒng)采用以太網(wǎng)接口和計(jì)算機(jī)通訊,，不需要擴(kuò)展任何計(jì)算機(jī)通訊接口,，也減少了不必要的外部連線，保證了系統(tǒng)的高可靠性,。
2.1 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)采用直流伺服電機(jī)驅(qū)動(dòng),，3軸均可無(wú)間隙,、無(wú)振動(dòng)的驅(qū)動(dòng)電機(jī)按照速度T曲線或S曲線運(yùn)動(dòng)。
2.2 按照3軸閉環(huán)運(yùn)動(dòng)方式配置,，可輸入3路TTL正交脈沖,，并實(shí)現(xiàn)矢量控制。
2.3 控制系統(tǒng)更加安全可靠,，它提供了多個(gè)控制模式,，當(dāng)導(dǎo)致停機(jī)的問(wèn)題發(fā)生時(shí)，本系統(tǒng)能夠在第一時(shí)間內(nèi)切換到相應(yīng)的模式讓機(jī)器停下來(lái),，用戶不用擔(dān)心飛車的意外,，并具有故障在線診斷的功能。
2.4 UCC 控制系統(tǒng)支持多種誤差檢測(cè)方法,，可以方便的對(duì)測(cè)量機(jī)精度進(jìn)行校正,。

 
（圖5 ）

2.5 速度更快，運(yùn)動(dòng)平穩(wěn),，效率更高,，在多點(diǎn)連續(xù)運(yùn)動(dòng)的路徑規(guī)劃上，既可以走直線也可以走圓弧路徑,，使圓形工件的測(cè)量更加方便,。
2.6 控制系統(tǒng)穩(wěn)定可靠，維護(hù)簡(jiǎn)單,?？刂茖雍蛻?yīng)用層分開使本系統(tǒng)的問(wèn)題診斷和解決更為簡(jiǎn)單和明確，一個(gè)層面上的問(wèn)題波及到另外一個(gè)層面的現(xiàn)象將不復(fù)存在,。
2.7 操縱盒(如圖5)的人性化設(shè)計(jì),。操縱盒為用戶提供了控制更為簡(jiǎn)捷、合理的按鍵及操作桿,。既有傳統(tǒng)上的速度控制,，還提供測(cè)量快捷鍵，使整個(gè)測(cè)量過(guò)程更加輕松,、方便,。
3、Rational DMIS測(cè)量軟件
Rational DMIS軟件是一款通過(guò)德國(guó)物理技術(shù)研究院(PTB)認(rèn)證的軟件,，具有多國(guó)語(yǔ)言文字(含中文)的表達(dá)能力,，是國(guó)際化的測(cè)量軟件，為用戶提供了技術(shù)先進(jìn),、功能完善,、性能穩(wěn)定、操作簡(jiǎn)單方便的測(cè)量保證,。

（圖6）

3.1  Rational DMIS軟件是建立在Windows平臺(tái)之上,，操作非常容易,。
3.2  基本測(cè)量功能（如圖6）：

1. 幾何元素的測(cè)量及評(píng)定：點(diǎn)、直線,、平面,、圓、橢圓,、圓柱,、圓錐,、球,、圓弧、鍵槽等,。便捷的操作,，只需操作者將被測(cè)工件進(jìn)行簡(jiǎn)單的幾何元素分解即分清被測(cè)工件有多少個(gè)幾何元素構(gòu)成的，就可以快速的完成測(cè)量,。
2. 構(gòu)造功能：相交,、中分、投影,、擬合,、相切、平行,、垂直,、平移、偏置,、鏡像,、提取、限制,、旋轉(zhuǎn),。
3. 形狀誤差評(píng)定：直線度、平面度,、圓度,、圓柱度。
4. 位置誤差評(píng)定：距離,、夾角,、平行度、垂直度,、傾斜度,、同軸度(同心度)、對(duì)稱度,、位置度（二維和三維）,、圓跳動(dòng),、全跳動(dòng)。
5. Rational DMIS軟件操作方便簡(jiǎn)單,，完M的支持拖放式操作,，簡(jiǎn)化了操作流程，從測(cè)量,、構(gòu)造,、公差評(píng)定到最終報(bào)告的輸出，只需要簡(jiǎn)單的拖動(dòng)鼠標(biāo)便可完成,。
6. 曲線,、曲面的測(cè)量及評(píng)定。強(qiáng)大的曲線曲面測(cè)量功能,，可以通過(guò)單邊或雙邊公差對(duì)曲面和曲線進(jìn)行誤差分析,。
7. RENISHAW測(cè)頭及測(cè)針庫(kù)?？煞奖愕倪B接,、配置、校驗(yàn),、使用RENISHAW各種測(cè)頭及測(cè)針,。
8. 智能工件找正。即常用的3-2-1坐標(biāo)系建立方法,，擁有圖形化提示操作,，操作簡(jiǎn)單方便。支持汽車檢具行業(yè)常用的RPS定位方法,，支持曲面測(cè)量常用的最佳擬合方法,，還支持多點(diǎn)擬合、三點(diǎn)偏置,、兩點(diǎn)偏移等多種坐標(biāo)系建立方法,。

（圖7）

1. 多坐標(biāo)系、多測(cè)頭功能轉(zhuǎn)換便捷,。軟件允許在一個(gè)測(cè)量工程中建立多個(gè)坐標(biāo)系,，且允許使用多個(gè)測(cè)頭，通過(guò)鼠標(biāo)點(diǎn)擊或拖放,，便可實(shí)現(xiàn)各坐標(biāo)系或各測(cè)頭之間的轉(zhuǎn)換,。

3.3  與CAD系統(tǒng)進(jìn)行雙向數(shù)據(jù)傳遞功能（如圖7）：

1. 直接接收CAD傳送的IGES、STEP,、DXF等格式的數(shù)學(xué)模型,，并能以實(shí)體或線框顯示CAD傳輸?shù)臄?shù)學(xué)模型圖形。
2. 可實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)模的分層和著色,，也可以實(shí)現(xiàn)CAD數(shù)模原有分層和分色的導(dǎo)入,，多個(gè)CAD數(shù)模導(dǎo)入,、CAD數(shù)模鏡像、CAD數(shù)模的理論元素自動(dòng)識(shí)別,，支持點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理,。
3. 可在CAD數(shù)模中直接讀取理論數(shù)值并與實(shí)測(cè)值進(jìn)行比對(duì)。
4. 可在CAD數(shù)模上直接脫機(jī)模擬測(cè)量,，并編制測(cè)量程序,。
5. 可以將測(cè)量結(jié)果以IGES格式輸出給CAD系統(tǒng)。
6. 能對(duì)被測(cè)量工件進(jìn)行測(cè)繪,，也可做逆向工程,。
7. 能對(duì)復(fù)雜工件的CAD數(shù)模進(jìn)行精確找正，測(cè)量后重新構(gòu)建,。并可從多個(gè)視圖中顯示CAD數(shù)模,。

3.4  圖形功能

1. 三維實(shí)體模型顯示,，使被測(cè)工件能直觀的顯示,。可以在計(jì)算機(jī)屏幕上展示被測(cè)工件和測(cè)得的幾何元素的三維圖形,，并可以打印出工件的三維圖形和尺寸報(bào)告,。
2. 可顯示測(cè)量機(jī)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。在Rational DMIS軟件的支持下,，計(jì)算機(jī)的屏幕上能實(shí)時(shí)顯示三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的三維立體模型,。在實(shí)測(cè)量過(guò)程中，可以模擬顯示測(cè)頭的實(shí)際測(cè)量運(yùn)動(dòng),，即實(shí)時(shí)模擬測(cè)量機(jī)和測(cè)頭的運(yùn)動(dòng)姿態(tài),，移動(dòng)鼠標(biāo)可轉(zhuǎn)動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的位置，調(diào)節(jié)視角的大小,、比例,。加之工件有三維實(shí)體模型顯示，這樣就大大方便了操作者,，以后對(duì)工件進(jìn)行重復(fù)測(cè)量時(shí),，只要觀測(cè)屏幕就能了解三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量過(guò)程。
3. 測(cè)量結(jié)果的圖形顯示輸出,。
4. 立體的幾何元素圖標(biāo),，豐富的動(dòng)態(tài)工具條，形象的工具欄以及三維圖形顯示被測(cè)幾何元素,，操作者可以直觀明了地進(jìn)行操作,。

3.5  DMIS標(biāo)準(zhǔn)格式測(cè)量程序的雙向傳輸，支持DMIS5.0標(biāo)準(zhǔn),。
3.6  自學(xué)習(xí)編程功能,。方便的自學(xué)習(xí)功能,，可將整個(gè)測(cè)量過(guò)程自動(dòng)編制成測(cè)量程序。測(cè)量的順序也就是程序測(cè)量的順序,，并能對(duì)整個(gè)程序進(jìn)行編輯以及進(jìn)行脫機(jī)模擬測(cè)量,。
3.7  智能的在線助手，能對(duì)用戶的每一步操作進(jìn)行語(yǔ)音和文字的提示,，幫助用戶在短時(shí)間內(nèi)掌握所有操作,。

（圖8）

3.8  具有斷電保護(hù)功能及自診斷功能。
3.9  測(cè)量結(jié)果輸出（如圖8）

1.   支持傳統(tǒng)的輸出報(bào)告,、Excel表格輸出報(bào)告,、圖形報(bào)告、用戶自定制的輸出報(bào)告,。
2.   圖形報(bào)告,。列隊(duì)式圖解方框顯示，能顯示出名義值,，實(shí)測(cè)值,，誤差及設(shè)置上偏差和下偏差等。圖形報(bào)告中被測(cè)元素帶測(cè)量結(jié)果值的界面可在屏幕上縮放,、旋轉(zhuǎn)及移動(dòng),，得到各個(gè)方向的視圖。也可以使用自動(dòng)排列,，大大方便了操作者,，測(cè)量結(jié)果一目了然。
3.   Rational DMIS軟件能對(duì)任何被測(cè)工件進(jìn)行檢測(cè)結(jié)果處理及輸出用戶測(cè)量報(bào)告,。                 

4.1 CCD影像測(cè)頭系統(tǒng)一套：

1. 高精度工業(yè)CCD攝像系統(tǒng),，解析精度40萬(wàn)像素。
2. 0.7 ^4.5倍多檔變焦鏡頭
3. 圖像采集卡
4. 亮度可調(diào)環(huán)形照明光源
5. 校準(zhǔn)校正孔板
6. 影像線

4.2 Rational DMIS影像測(cè)量軟件的功能：

• 具有多種方式的測(cè)量采點(diǎn)功能,，而且可以自動(dòng)識(shí)別圓,，直線、橢圓,、曲線等,，即可以自動(dòng)捕捉又能夠?qū)崿F(xiàn)手工輔助采點(diǎn)。
• 擁有自動(dòng)聚焦功能,，可自行找到圖像的最佳清晰度,。
• 能夠?qū)崿F(xiàn)與觸發(fā)測(cè)頭的組合校正和組合測(cè)量。
• 對(duì)于任意未知輪廓曲線只要確定起始點(diǎn)和終止點(diǎn)并規(guī)定掃描方向,，就能夠?qū)崿F(xiàn)未知曲線的自動(dòng)跟蹤掃描測(cè)量,。
• 智能鍵可以實(shí)現(xiàn)高效的快速測(cè)量，無(wú)需繁雜的操作就能實(shí)現(xiàn)元素的自動(dòng)測(cè)量。
• 不但可以對(duì)完整的圓進(jìn)行捕捉,、評(píng)定,，還能夠?yàn)V除輪廓上的缺口，對(duì)不完整的圓進(jìn)行測(cè)量,。
• 可以進(jìn)行采集點(diǎn)數(shù)量的設(shè)置,。
• 對(duì)于誤操作采集到的點(diǎn)可以方便的用橡皮擦進(jìn)行編輯修改。
• 可支持多種照明光源,。
• 具有與觸發(fā)測(cè)量同樣豐富的誤差評(píng)定功能,。

4、測(cè)頭系統(tǒng)

五 ,、環(huán)境要求：

• 溫度范圍：20±2℃,，溫度變化：< 0.5℃/h     < 1°C /24h
• 濕度范圍：30%～70%
• 氣源壓力： 0.6MPa～0.8MPa，
• 最大耗氣量：200L/min(0.45MPa)
• 電源： 220V±5 % ,，50Hz    
• 最大功率：1 KW
• 地面振動(dòng)：振動(dòng)頻率≤10 Hz       振幅≤0.5μm
  10 Hz<振動(dòng)頻率≤30 Hz       振幅≤1μm
  振動(dòng)頻率≥30 Hz       振幅≤3μm