大型三坐标测量虚拟仿真实验

实验原理及装置

三坐标测量机是基于交互性测量原理的一种坐标测量仪器。测量原理是将被测零件放入其测量空间,精确测出被测零件表面点的空间坐标,经过计算机数据处理,拟合成测量特征元素,进一步计算得出其形状、位置公差及其他几何数据,所得数据可直接指导产品的生产和检测,极大地提高产品生产的质量和水平。

本实验能仿真模拟指挥测量机的完成测量动作,并对测量数据进行计算和分析,最终给出测量报告,具体功能包括:从探针校正、坐标系建立于转换、集合元素测量、形位公差评价一直到输出检测报告等全测量过程,及重复性测量中的自动化程序编制和执行,此外,测量软件还提供统计分析功能,结合定量与定性方法对海量测量数据进行统计研究,用以监控生产线加工能力或产品质量水平。

本实验界面采用多屏幕同步操作的架构模式,主屏幕显示虚拟测量机操作动作,副屏幕显示测量软件实时流程,还可通过手机APP软件模拟操作手柄控制,真实还原了三坐标测量机实际操作工况。

实验方法与步骤

三坐标测量机虚拟仿真实验以标准件案例测量为主,有教(学)、练(习)、考(核)三模块。流程分为测量前准备、测量基本特征、特征评价内容和测量后保养等四阶段。

a)、标准件测量案例教学模块

 

测量前准备:

选择标准测量件,完成定位和装夹。

清理擦拭坐标机导轨,确保导轨上无障碍物;

开启测量机的气源、控制柜和虚拟PC-DMIS软件,程序自动完成气源压力、控制系统、操作手柄的自检以及测量机回零操作;

 

标准件定位和装夹

开始测量:

选择虚拟PC-DMIS软件,新建工程文件和配置测头文件。

测头校验:根据测量需求,设置合适的测头组件;点击“添加角度”按钮,添加测量所需的所有测量角度;点击“测量”按钮,定义测头标定参数;设置完标定参数,点击测量按钮,系统自动完成标定,输出标定结果。

坐标系建立:采用3-2-1法或迭代法建立测量坐标系。

特征元素测量:完成测头标定和测量坐标系建立后,根据标准测量件的技术参数指定合理标准件的测量规划(包括测角、路径、评价等):

测量坐标系构建元素并构造工件坐标系(自动构造方法:平面、圆、圆);

基本特征测量:手动测量点、直线、平面、圆、球、圆锥、柱体;

所有评价内容所需的特征测量;

自动执行所有手动测量的特征;

构造基本特征点与直线;

特征评价内容:完成元素测量后,可对元素特征进行评价:

依次完成特征位置、距离、直线度、平面度、垂直度平行度(垂直度和平行度需要创建评价基准);

生成报告窗口并保存,评价报告自动保存在桌面,格式为PDF。

 

测量后保养:

移动测头至测量机的左上角(靠近回零回零位置);

保存测量工程文件并关闭PC-DMIS软件

关闭控制柜电源和气源;

清理工作台面,拆卸标准件并放入工具箱;

 

b)、标准件测量案例练习和考核模块

 

练习模块

在案例教学环节,可直接切换至练习模式,实现即学即练;也可在直接选择任意阶段,单独完成练习内容。在练习模式下,每一步具体步骤都有文字提醒(支持语音),可按照提示逐步完成练习内容。

 

考核模块

三坐标测量机的虚拟仿真实验不必学生填写实验报告,在学生完成相应阶段的考核。教师根据学生上传的成绩进行考核(已有成熟的防作弊措施)。用户进入考核模式后。

其中:

考核模式下,有相关计时和所得分数的提醒。

若用户发现未完全掌握该阶段操作,用户可直接终止考核。

在考核阶段,若当前步骤未掌握,可直接选择跳过本步,同时本步记为0分。

只有在完成当前阶段的考核内容,才生成excel表格式的记录考核信息,记录得分、总分、时间等信息;并生成加密记事本,直接上传至教师端,用于教师统计分数。

 

来源:中国计量学院计量技术虚拟仿真实验教学中心