三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)的測(cè)量方式通乘跹可分為接觸式測(cè)量槽畔、非接觸式測(cè)量和接觸與非接觸并用式測(cè)量。其中鞍爱，接觸測(cè)量方式常用于機(jī)加工產(chǎn)品鹃觉、壓制成型產(chǎn)品、金屬膜等的測(cè)量睹逃。為了分析工件加工數(shù)據(jù)盗扇，或?yàn)槟嫦蚬こ烫峁┕ぜ夹畔ⅲ?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)掃描沉填。本文以美國(guó)Brown & Sharpe公司Microxcel Pfx454型三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為例疗隶，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)域可以是一條線斑鼻、一個(gè)面片蒋纬、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坚弱。掃描類型與測(cè)量模式蜀备、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）決定荒叶。若采用DCC方式測(cè)量晾晕，又有CAD文件，則可供選用的掃描方式有“開(kāi)線”（Open Linear）姥勤、“閉線”（Closed Linear）哮寨、“面片”（Patch）、“截面”（Section）和“周線”（Perimeter）掃描施俩；若采用DCC方式測(cè)量瞎遗，而只有線框型CAD文件，則可選用“開(kāi)線”（Open Linear）披蛔、“閉線”（Closed Linear）和“面片”（Patch）掃描方式截纹；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）方式幻役；若采用手動(dòng)測(cè)量方式并使用剛性測(cè)頭贬屹，則可用選項(xiàng)為“固定間隔”（Fixed Delta）、“變化間隔”（Variable Delta）伦秀、“時(shí)間間隔”（Time Delta）和“主體軸向掃描”（Body Axis Scan）方式月锅。

　　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泞当。

　　1.開(kāi)線掃描（Open Linear Scan）

　　開(kāi)線掃描是最基本的掃描方式迹蛤。測(cè)頭從起始點(diǎn)開(kāi)始，沿一定方向并按預(yù)定步長(zhǎng)進(jìn)行掃描襟士，直至終止點(diǎn)盗飒。開(kāi)線掃描可分為有、無(wú)CAD模型兩種情況陋桂。

　∧嫒ぁ（1）無(wú)CAD模型

　　如被測(cè)工件無(wú)CAD模型，首先輸入邊界點(diǎn)（Boundary Points）的名義值嗜历。打開(kāi)對(duì)話框中的“邊界點(diǎn)”選項(xiàng)后宣渗，先點(diǎn)擊“1”，輸入掃描起始點(diǎn)數(shù)據(jù)秸脱；然后雙擊“D”落包，輸入方向點(diǎn)（表示掃描方向的坐標(biāo)點(diǎn)）的新的X部蛇、Y、Z坐標(biāo)值咐蝇；最后雙擊“2”涯鲁，輸入掃描終點(diǎn)數(shù)據(jù)。

　　第二項(xiàng)輸入步長(zhǎng)法雄。在“掃描”對(duì)話框（Scan Dialog）中“方向1技術(shù)”（Direction 1 Tech）欄中的“最大”（Max Inc）欄中輸入一個(gè)新步長(zhǎng)值用兵。

　　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(kāi)始后第一測(cè)量點(diǎn)表面的法矢白叫、截面以及掃描結(jié)束前最后一點(diǎn)的表面法矢晴顷。當(dāng)所有數(shù)據(jù)輸入完成后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。

　《幼啊（2）有CAD模型

　　如被測(cè)工件有CAD模型狮善，開(kāi)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)烟焊；然后點(diǎn)擊下一點(diǎn)定義掃描方向换募；最后點(diǎn)擊終點(diǎn)（或邊界點(diǎn)）并標(biāo)志為“2”。在“1”和“2”之間連線隔造。對(duì)于每一所選點(diǎn)洲稽，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)（如安全平面刃勤、單點(diǎn)等）后蚂朽，點(diǎn)擊“測(cè)量”，然后點(diǎn)擊“創(chuàng)建”湖饱。

　　2.閉線掃描（Closed Linear Scan）

　　閉線掃描方式允許掃描內(nèi)表面或外表面掖蛤，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)）。

　【帷（1）數(shù)據(jù)輸入操作

　　雙擊邊界點(diǎn)“1”坠七，在編輯對(duì)話框中輸入位置；雙擊方向點(diǎn)“D”旗笔，輸入坐標(biāo)值；選擇掃描類型（“線性”或“變量”）拄踪，輸入步長(zhǎng)蝇恶，定義觸測(cè)類型（“矢量”、“表面”或“邊緣”）惶桐；雙擊“初始矢量”撮弧，輸入第“1”點(diǎn)的矢量，檢查截面矢量姚糊；鍵入其它選項(xiàng)后贿衍，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”授舟。

　　也可使用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)操作盤觸測(cè)被測(cè)工件表面的第一測(cè)點(diǎn)，然后觸測(cè)方向點(diǎn)冈哮，PC DMIS程序?qū)褱y(cè)量值自動(dòng)放入對(duì)話框络灾，并自動(dòng)計(jì)算初始矢量。選擇掃描控制方式啃嫂、測(cè)點(diǎn)類型及其它選項(xiàng)后蜕芭，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。

　∥翘啤（2）有CAD模型的閉線掃描

　　如被測(cè)工件有CAD模型乳的，測(cè)量前確認(rèn)“閉線掃描”；首先點(diǎn)擊表面起始點(diǎn)武瘟，在CAD模型上生成符號(hào)“1”（點(diǎn)擊時(shí)表面和邊界點(diǎn)被加亮硼环，以便選擇正確的表面）；然后點(diǎn)擊掃描方向點(diǎn)茴典；PC DMIS將在對(duì)話框中給出所選位置點(diǎn)相應(yīng)的坐標(biāo)及矢量狰宗；選擇掃描控制方式、步長(zhǎng)及其它選項(xiàng)后眯找，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”好勤。

　　3.面片掃描（Patch Scan）

　　面片掃描方式允許掃描一個(gè)區(qū)域而不再是掃描線。應(yīng)用該掃描方式至少需要四個(gè)邊界點(diǎn)信息啼染，即開(kāi)始點(diǎn)宴合、方向點(diǎn)、掃描長(zhǎng)度和掃描寬度迹鹅。PCDMIS可根據(jù)基本（或缺守郧ⅰ）信息給出的邊界點(diǎn)1、2斜棚、3確定三角形面片阀蒂，掃描方向則由D的坐標(biāo)值決定；若增加了第四或第五個(gè)邊界點(diǎn)弟蚀，則面片可以為四方形或五邊形蚤霞。

　　采用面片掃描方式時(shí)，在復(fù)選框中選擇“閉線掃描”义钉，表示掃描一個(gè)封閉元素（如圓柱昧绣、圓錐、槽等）捶闸，然后輸入起始點(diǎn)夜畴、終止點(diǎn)和方向點(diǎn)。終止點(diǎn)位置表示掃描被測(cè)元素時(shí)向上或向下移動(dòng)的距離蚌长；用起始點(diǎn)的惕、方向點(diǎn)和起始矢量可定義截平面矢量（通常該矢量平行于被測(cè)元素）〕呃剑現(xiàn)以創(chuàng)建四邊形面片為例，介紹面片掃描的幾種定義方式：

　〔故骸（1）鍵入坐標(biāo)值方式

　　雙擊邊界點(diǎn)“1”厅肩，輸入起始點(diǎn)坐標(biāo)值X、Y付厦、Z舵博；雙擊邊界方向點(diǎn)“D”，輸入掃描方向點(diǎn)坐標(biāo)值超默；雙擊邊界點(diǎn)“2”蟆盖，輸入確定第一方向的掃描寬度；雙擊邊界點(diǎn)“3”园环，輸入確定第二方向的掃描寬度多梦；點(diǎn)擊“3”，然后按“添加”按鈕陋气，對(duì)話框給出第四個(gè)邊界點(diǎn)劳吠；雙擊邊界點(diǎn)“4”，輸入終止點(diǎn)坐標(biāo)值巩趁；選擇掃描所需的步長(zhǎng)（各點(diǎn)間的步距）和最大步長(zhǎng)（1痒玩、2兩點(diǎn)間的步長(zhǎng)）值后，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”议慰。

　〈拦拧（2）觸測(cè)方式

　　選定“面片掃描”方式，用坐標(biāo)測(cè)量機(jī)操作盤在所需起始點(diǎn)位置觸測(cè)第一點(diǎn)别凹，該點(diǎn)坐標(biāo)值將顯示在“邊界點(diǎn)”對(duì)話框的“#1”項(xiàng)內(nèi)草讶；然后觸測(cè)第二點(diǎn)，該點(diǎn)代表掃描第一方向的終止點(diǎn)炉菲，其坐標(biāo)值將顯示在對(duì)話框的“D”項(xiàng)內(nèi)堕战；然后觸測(cè)第三點(diǎn)，該點(diǎn)代表掃描面片寬度拍霜，其坐標(biāo)值將顯示在對(duì)話框的“#3”項(xiàng)內(nèi)嘱丢；點(diǎn)擊“3”，選擇“添加”祠饺，可在清單上添加第四點(diǎn)小愚；觸測(cè)終止點(diǎn)，將關(guān)閉對(duì)話框芋甸。最后定義掃描行距和步長(zhǎng)兩個(gè)方向數(shù)據(jù)；選擇掃描觸測(cè)類型及所需選項(xiàng)后剪莲，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”谬咽。

　⌒鸶怠（3）CAD曲面模型方式

　　該掃描方式只適用于有CAD曲面模型的工件。首先選定“面片掃描”方式麸癌，左鍵點(diǎn)擊CAD工作表面熊赐；加亮“邊界點(diǎn)”對(duì)話框中的“1”，左鍵點(diǎn)擊曲面上的掃描起始點(diǎn)性躬；然后加亮“D”汛滩，點(diǎn)擊曲面定義方向點(diǎn)；點(diǎn)擊曲面定義掃描寬度（#2）俱挨；點(diǎn)擊曲面定義掃描上寬度（#3）函绊；點(diǎn)擊“3”，選擇“添加”漓拾，添加附加點(diǎn)“4”阁最，加亮“4”，點(diǎn)擊定義掃描終止點(diǎn)骇两，關(guān)閉對(duì)話框速种。定義兩個(gè)方向的步長(zhǎng)及選擇所需選項(xiàng)后，點(diǎn)擊“創(chuàng)建”低千。

　　4.截面掃描（Section Scan）

　　截面掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件配阵，它允許對(duì)工件的某一截面進(jìn)行掃描，掃描截面既可沿X示血、Y棋傍、Z軸方向，也可與坐標(biāo)軸成一定角度矾芙。通過(guò)定義步長(zhǎng)可進(jìn)行多個(gè)截面掃描舍沙。可在對(duì)話框中設(shè)置截面掃描的邊界點(diǎn)剔宪。按“剖切CAD”轉(zhuǎn)換按鈕拂铡，可在CAD曲面模型內(nèi)尋找任何孔，并可采用與開(kāi)線掃描類似方式定義其邊界線粱储，PC DMIS程序?qū)⑹箳呙杪窂阶詣?dòng)避開(kāi)CAD曲面模型中的孔实射。按用戶定義表面剖切CAD的方法為：進(jìn)入“邊界點(diǎn)”選項(xiàng)；進(jìn)入“CAD元素選擇”框庭训；選擇表面磺伍；在不清除“CAD元素選擇”框的情況下，選擇“剖切CAD”選項(xiàng)恰日。此時(shí)PC DMIS程序?qū)⑶懈钏x表面尋找孔或缘。若CAD曲面模型中無(wú)定義孔，就沒(méi)有必要選“剖切CAD”選項(xiàng)姐淫，此時(shí)PC DMIS將按定義的起始般迈、終止邊界點(diǎn)進(jìn)行掃描乳环。對(duì)于有多個(gè)曲面的復(fù)雜CAD圖形，可對(duì)不同曲面分組剖切恋赎，*#將剖切限制在局部CAD曲面模型上倘回。

　　5.邊界掃描（Perimeter Scan）

　　邊界掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件。該掃描方式采用CAD數(shù)學(xué)模型計(jì)算掃描路徑疾浓，該路徑與邊界或外輪廓偏置一定距離（由用戶選定）音瓷。創(chuàng)建邊界掃描時(shí)，首先選定“邊界掃描”選項(xiàng)夹抗；若為內(nèi)邊界掃描绳慎，則在對(duì)話框中選擇“內(nèi)邊界掃描”；選擇工作曲面時(shí)兔朦，啟動(dòng)“選擇”復(fù)選框偷线，每選一個(gè)曲面則加亮一個(gè)，選定所有期望曲面后沽甥，退出復(fù)選框声邦；點(diǎn)擊表面確定掃描起始點(diǎn)；在同一表面上點(diǎn)擊確定掃描方向點(diǎn)摆舟；點(diǎn)擊表面確定掃描終止點(diǎn)亥曹，若不給出終止點(diǎn)，則起始點(diǎn)即為終止點(diǎn)恨诱；在“掃描構(gòu)造”編輯框內(nèi)輸入相應(yīng)值（包括“增值”媳瞪、“CAD公差”等）；選擇“計(jì)算邊界”選項(xiàng)照宝，計(jì)算掃描邊界蛇受；確認(rèn)偏差值正確后，按“產(chǎn)生測(cè)點(diǎn)”按鈕巫顽，PC DMIS程序?qū)⒆詣?dòng)計(jì)算執(zhí)行掃描的理論值菱脯；點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。

　　6.應(yīng)用要點(diǎn)

　》票浴（1）應(yīng)根據(jù)被測(cè)工件的具體特點(diǎn)及建模要求合理選用適當(dāng)?shù)膾呙铚y(cè)量方式湘秀，以達(dá)到提高數(shù)據(jù)采集精度和測(cè)量效率的目的。

　”喽尽（2）為便于測(cè)量操作和測(cè)頭移動(dòng)军含，應(yīng)合理規(guī)劃被測(cè)工件裝夾位置；為保證造型精度歹簸，裝夾工件時(shí)應(yīng)盡量使測(cè)頭能一次完成全部被測(cè)對(duì)象的掃描測(cè)量孩砸。

　　（3）掃描測(cè)量點(diǎn)的選取應(yīng)包括工件輪廓幾何信息的關(guān)鍵點(diǎn)，在曲率變化較明顯的部位應(yīng)適當(dāng)增加測(cè)量點(diǎn)蓄揭。

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