CAD模型在三坐标检测及生产中的应用

　　0 前言

　　三坐标测量机是近几十年来, 随着计算机、机床业的飞速发展而产生的一种高效高精度的测量仪器。它采用坐标测量的原理, 在计算机软件的控制和驱动下, 完成对工件几何尺寸和形位公差的三坐标数据采集。它有机地结合了数字控制技术, 利用计算机软件技术, 采用先进的位置传感技术和精密机构技术, 并使之完美结合, 顺应了硬件软件化的技术发展方向。三坐标测量机作为一种高精度的通用测量设备在工业生产领域中的使用越来越广泛, 也越来越受到生产型企业的重视。而三坐标测量软件中对CAD 功能的引入, 更是将三坐标测量机的应用领域和易用性推到一个新的高度。目前使用的 globao 型三坐标测量机, 在 WINDOWS- XP 操作系统下, 使用PC- DIMS CAD++测量软件, 并且配置了三维转换功能。主要用 PC- DIMS 对复杂样板空间尺寸及一些轮廓曲线进行检测与测量。检测过程中有时需要使用 CAD 模型来引导测量, 使用的 CAD 模型主要来源于 PROE, 但对于 PC- DIMS 来说, 无论使用哪种造型软件来提供 CAD 模型, 模型导入后的测量及处理都是一样的。

　　1 虚拟测量

　　虚拟测量就是在没有实际工件的情况下对CAD 模型在软件中进行测量。首先在 PC- DIMS 测量软件下导入 CAD 模型, 即打开文件→导入→选择要导入的 CAD 模型文件类型, 然后按提示操作。当模型导入后, 根据所要测量的几何元素, 使用鼠标在模型上点击所要测量的元素并合理采点, 此时 CAD模型上会显示所采点的位置及其矢量方向。当采够所需要的点数后再在采点窗口中点击创建, 系统将会驱动虚拟测头进行采点, 并拟和出要测的几何元素及其图形。虚拟测量的主要功能是实现在脱机状态下完成自动测量编程过程。

　　例如测量图 1 所示样板的轮廓度。它是多圆弧且小弧线连接的样板, 用传统的测量方法测量其轮廓度是很麻烦的, 而且测量精度达不到要求, 利用CAD 模型就完全可以解决测量难的问题。

　　首先要在三维软件下做出 1∶1 的数字模型, 然后通过 PC- DIMS 软件导入到测量环境下, 具体操作过程如下: 文件- 导入- CAD 数摸, 模型导入后最初在 PC- DIMS 软件下, 从图 1 看出设计基准在 A 点,在测量零件时将零件坐标系原点建在 A 点上。在检测时, 建立正确的坐标系很关键, 首先将平面 1 找正, 然后再测出直线 1 和圆 1, 利用三、二、一法建立坐标系, 关键在建立坐标系时要选择 CAD=部件按钮, 这样坐标系就建好了。通常将坐标系的原点放在什么位置对 CAD 模型的造型过程是没有影响的, 但为了在实际测量中更好地将机器坐标系与零件坐标系重合, 在建立 CAD 模型时最好将坐标系建在设计基准上, 这样在测量导入模型时会更方便一些, 因为在测轮廓度时基准原点是有固定位置要求的。