PCDMIS中级编程

0第一章特殊测针的使用方法和校验测针使用原则:为了保证一定的测量精度，在选用测针时最好遵循以下原则：1、测针长度应尽可能短，随测针长度增大，测针的挠曲变形量将增大，影响精度；2、连接点最少，为避免引入潜在变形和弯曲点，保证应用的前提下，尽量减少转接或者加长杆的数目；3、尽可能的使用大直径的测针，降低测杆干涉的可能性，降低表面精度对测量的影响。校验模式:在“校验测头”选项中有四种常用的校验模式：手动、自动、Man+DCC和DCC+DCC手动：手动测量所有的校验点；自动：校验时探针的第一个点需要手动测量，其余探针自动测量,这也是校验时比较常用的一种方式；Man+DCC：校验时必须手动为每一个测尖触测第一个测点，并且每一个测尖的校验均会测量3个定位点，然后开始正式校验。DCC+DCC：校验时标准探针的第一个点需要手动测量，其余探针自动测量，并且每一个测尖的校验均会测量3个定位点，然后开始正式校验。当测针在实际配置与配置文件存在微小偏差时，推荐使用“DCC+DCC”模式；测针在校验时，无法通过自动测量的方式获取正确的校验时，需要使用“Man+DCC”完成测针校验.11.1星形测针星形测针常用于检测零件内腔，或深孔或长轴类零件，有时使用星形测针可以减少测头的旋转角度，提高测量效率。星型测杆的定义及校验：1.新建一个测头文件Star_Probe；2.在“测头说明”里选择测头组件：TESASTAR-M测座TESA-TMA转接TESASTAR-P传感器EXTEN20MM加长杆测尖号1：2BY18MMSTAR(方向向下)测尖号2：TIPSTAR2BY30(指向X+)测尖号3：TIPSTAR2BY30(指向Y+)测尖号4：TIPSTAR2BY30(指向X-)测尖号5：TIPSTAR2BY30(指向Y-)注：TIPSTAR2BY30中的30为相对两个测杆间红宝石球心连线的距离，即2与4号针（或3与5号针）之间的距离3.添加需要检验的角度，单击“测量”进入校验测针对话框，其他校验同普通测针。2星形测针使用注意事项：1、星形测针测座每添加一个角度A*B*，五根测针会同时添加此角度，分别为T1A*B*，T2A*B*，T3A*B*,，T4A*B*，T5A*B*，不用的角度可以删除；2、安装测针时，尽量保证2号，4号针的连线同X轴平行；3号，5号的连线同Y轴平行；3、星形测针在校验时，测针与标准球往往容易发生干涉，因此在进行星形测针的自动校验前首先应根据测座的定义角度，调整标准球的支撑杆，使其指向与需校验星形测头定义角度后的1号测针平行，之后使用已标定过的测针重新标定一下标准球的位置，再进行校验。31.2五方向测针的校验五方向测针常用于检测零件内腔，或深孔。使用方法类似星形测针但是五方向可以配置不同长度的测针一起使用，可以根据需要灵活配置测针。五方向的定义及校验：1、建立一个新的测头文件2、在“测头说明”选择测头组件：TESASTAR-M测座TESA-TMA转接TESASTAR-P传感器EXTEN20MM加长杆EXTEN5WAY（空连接1）测尖号1：TIP1.5BY30M空连接2：（空连接3）测尖号2：TIP2.5BY30MM（空连接4）测尖号3：TIP3BY30MM空连接53.添加检验角度，单击“测量”校验测针，校验注意事项同星形测针。41.3柱测针的校验柱测针常用于测量薄壁件柱测针的定义及校验:1、新建一个测头文件SHNK_PROBE；2、在“测头说明”选择测头组件：TESASTAR-M测座TESA-TMA转接TESASTAR-P传感器柱形测针：TIP2BY20MMSHNK注：柱形测针在配置测头文件时，选择测杆要注意后缀为“SHNK”的测针文件。53、添加角度，点击“测量”打开测头校验对话框设置参数。其中必须选中“柱测针校验”。“柱测针偏置”定义的是从测尖球心到柱层3MM处为校验的柱层，校验的点数为6；4、定义标定工具，点击测量校验测针。柱形测针校验注意事项：1、配置测头文件时，柱形测针的后缀为“SHNK”;2、“柱测针偏置”定义的是从测尖球心到柱层3MM处为校验的柱层，校验的点数为6，“测点数”处定义的点数为柱测尖的半球部分校验的点数。柱形测针在教研时会按照定义，先校验测尖，再校验定义的柱层。61.4盘型测针的校验盘形测针常用来测量直径较大深孔的中心坐标和直径。盘形测针的定义及校验：1、校验盘形测针时，需先首先使用普通球型测针，标定一下标准球，保持标准球不移动2、卸下球测杆，换上盘型测杆3、新建一个测头文件DISK_PROBE，选择测头组件：TESASTAR-M测座TESA-TMA转接TESASTAR-P传感器EXTEN20MM加长杆TIP25BY3MMDISK（直径为25厚度为3的盘形测针）注：盘形测针在配置测头文件时，选择测杆要注意后缀为“DISK”的测针文件。74、点击“测量”打开校验测头对话框，“校验模式”选择用户定义，层数“2”。起始角-3，终止角+3（实际校验过程中，起始角和终止角应该根据盘形测针的直径和校准球的大小来适度选择）；5、选择第1步中校验测针所使用的“标准工具”；6、单击测量，校验时“标准球是否移动”，选择否，自动校验测针。盘形测针校验注意事项：1、需要先校验一根普通测针，标定一下标准球的位置，之后再校验盘形测针；2、盘形测针通常配加长杆一起使用；3、起始角和终止角需根据盘形测针的大小和标准球的大小来调整（建议不超过正负5度，当校验结果偏大时需要调整角度）4、盘形测针后缀为“DISK”。81.5关节的校验关节可以通过两个角度的调整实现任意角度，通过关节的使用，可以优化测座分度，多应用于特殊角度斜孔的测量。关节的定义及校验：1.新建一个测头文件KNUCK2.在“测头说明”选择测头组件：TESASTAR-M测座TESA-TMA转接TESASTAR-P传感器EXTEN20MM加长杆KNUCKLE关节TIP2BY20MM测针注：在配置带有关节的测头文件时，需要选择“KNUCKLE”文件。93、完成测针配置后，双击关节KNUCKLE，在弹出的对话框中，输出手动调整好的角度（本例为B角0度，A角42度）。4、点击“测量”打开校验测头对话框，校验测针，其他步骤同普通测针。101.6自动测针校验PC-DMIS为用户提供了自动校验测针的功能，测量机如果配置了测头更换架，则可以使用“自动校验测头”来校验所有的测针，减少人为操作提高效率。下面通过一个例子来具体介绍如何使用“自动校验测头”，假设当前测量机配备了3个tesastar_mp的可更换吸盘和测头更换架，分别为TIP1，TIP2，TIP3。操作步骤：1、首先在“校验测头”工具框中，为TIP1，TIP2，TIP3定义需要的参数组，如图所示为TIP1定义参数组“T1”，点击“保存”则TIP1中所定义的测头角度，测点数、触测速度、移动速度，校验模式等参数全部储存在参数组“T1”参数组中，采用同样的方式为TIP2和TIP3分别定义参数组“T2”和“T3”；2、切换到DCC自动模式，在程序窗口中添加TIP1测头，选择“插入”—“校验”—“自动校验测头”插入自动校验命令。113、按F9键打开“自动校验测头”对话框，因为TIP1是参考测针“标定工具”是否移动选择“是-手动测点定位”，参数集选择T1，点击确定，TIP1校验完毕后需要添加“移动点”确保测头以安全的路径返回更换架；4、接下来在程序窗口中添加TIP2，选择“插入”—“校验”—“自动校验测头”插入自动校验命令，测头按F9键打开“自动校验测头”对话框，因为TIP2不是参考测针“标定工具”是否移动选择“否”，参数集选择T2，点击确定，TIP2校验完毕后同样需要添加“移动点”确保测头以安全的路径返回更换架；5、同步骤4添加TIP3测针，最终自动校验程序如图。121.7扫描校验针对于触发测头，校验过程中我们用到的是触发校验，得到PrbRdv（触发补偿值）；对于扫描测头，在如果需要使用到扫描的功能，还应该对测头进行扫描校验，PC-DMIS将扫描校验标准球赤道圆来计算该值，得到ScanRdv（扫描补偿值）。测量中软件根据测量方式，自动选取对应的补偿量进行计算。对于PCDMIS2010MR3及以前版本校验测头功能框中没有集成扫描校验功能，此时需要利用单测针校验的方式将扫描补偿值补偿到测头文件中（B3C_LC控制柜需要打开测头补偿功能）操作方式：1、利用基本扫描的方式，扫描标准球（扫描球赤道位置）2、将扫描的点集合SCN，利用最佳拟合重新补偿的方式，构造一个圆，注意一定要输入正确的理论值。最后加入单测针测量功能，软件会自动将此偏差补偿到扫描补偿值中。131.8自定义测针PC-DMIS测针库几乎包含了目前可以使用的所有标准测针，针对于特殊的定制测针在测针编辑器中没有相应的测针选项，我们可以通过以下两种方式来设定。方法一：在PC-DMIS测针库文件（probe.dat文件）中自行编辑我们需要的测针文件PC-DMIS软件根目录下的probe.dat文件，决定了PC-DMIS测头系统的图形显示和数据表达。在PC-DMIS中添加测头，需要在probe.dat文件中定义。下面为LEITZ定义一根5*60的测针：在PC-DMIS软件根目录下使用记事本打开probe.dat文件，输入下列代码：保存编辑的文件，打开PC-DMIS，在测头工具框中就出现了我们所定义的测针。14方法二：使用PC-DMIS自带的“测头构造器”，定制需要的测针文件使用自定义测针构造器定义LEITZ5*60测针，操作步骤：1、“编辑”—“参数设置”—“自定义测针构造器”，打开测针构造器2、按提示打开PC-DMIS软件根目录下的probe.dat文件3、选择“组件构造器”，元素属性选“LEITZ1”，组件名称命名为“TIP5BY60MM_DEFINE_2”4、在组件构造器中，从上向下定义特征及其长度（参数同上一个例子），每定义完一个特征就点击“创建”按钮，全部定义完后点击“确定”，相应的代码会自动写入文件中。5、打开PC-DMIS，在测头工具框中就出现了我们所定义的测针。151.9测头更换架的使用测量机如果配置了测头更换架，在程序执行过程中，测量机可以按照用户的预定义自动更换测针。在更换架中定义测针的步骤如下：1、“编辑”—“参数设置”—“测头更换架”，打开测头更换架的定义窗口；2、如图为设置好的LSPX5测头更换架，更换架上有3个槽位，分别为槽设置相应的测头，如X5_1放在1号槽位，X5_2放在2号槽位，X5_3放在3号槽位；163、选中相应槽位，点击“编辑槽数据”按钮，打开“测头更换架槽数据”对话框。其中X,Y,Z分别代表了1号槽在测量机机器坐标系下的坐标值，“放入前”、“抓取前”用于设定更换测针时，测头距槽的安全距离，点击“确定”完成，编辑2号槽和3号槽的数据。4、设定完毕后点击“应用”在点击“确定”完成更换架的设置。编辑程序时，在相应位置加入测针，自动执行程序时测量机会根据用户的定义自动更换。17第二章坐标系的建立及拟合建立零件坐标系有以下三个功能：1．实现对零件的数学找正，建立零件基准，从而准确测量一维、二维元素，及评价一些有方向要求的距离、位置等尺寸；2．通过手动零件坐标系测出零件的位置，从而实现批量自动测量；3．通过零件坐标系与CAD坐标系的拟合，可以利用CAD辅助测量。在测量过程中，我们往往需要利用零件的基准建立坐标系来评价公差、进行辅助测量、指定零件位置等，这个坐标系称为“零件坐标系”。建立零件坐标系要根据零件图纸指定的A、B、C基准的顺序指定第一轴、第二轴和坐标零点.零件坐标系的使用非常灵活、方便，可以为我们提供很多方便，甚至可以利用零件坐标系生成我们测不到的元素。在实际应用中，根据零件在设计、加工时的基准特征情况，有以下三种方法建立零件坐标系：3-2-1法建立坐标系、迭代法拟合坐标系、最佳拟合坐标系。2.13-2-1法的应用及原理所谓3-2-1法基本原理是测取3点确定平面，取其法向矢量作为第一轴向；测取2点确定直线，通过直线方向（起始点指向终止点）作为第二轴向；最后测取一点，根据测量的面、线、点最终确定坐标系零点。在空间直角坐标系中，任意零件均有六个自由度，即分别绕X、Y、Z轴旋转和分别沿X、Y、Z轴平移。沿Z轴平移沿Y轴平移绕Z轴旋转绕Y轴旋转绕X轴旋转X正Y正Z正沿X轴平移18建立零件坐标系就是要确定零件在机器坐标系下的六个自由度,3-2-1法建立空间直角坐标系分为三个步骤：（1）找正（确定零件在空间直角坐标系下的3个自由度：2个旋转自由度和1个平移自由度）使用一个平面的矢量方向找正到坐标系的Z正方向，这时就确定了该零件围绕X轴和Y轴的旋转自由度，同时也确定了零件在坐标系Z轴方向的平移自由度。此时零件还有围绕Z轴旋转的自由度和沿X轴和Y轴平移的自由度。如图8-3（a），我们假设用放置在XY平面上的球代表三个点，然后将工件放在这些点上，于是工件只能在XY平面上移动和旋转。我们称之为“找正”。黑色箭头：找正的方向；灰色箭头：未限制自由度的方向。（2）旋转（确定零件在空间直角坐标系下的2个自由度：1个旋转自由度和1个平移自由度）使用与Z正方向垂直或近似垂直的一条直线旋转到X正，这时就确定了零件围绕Z轴旋转的自由度，同时也确定了零件沿Y轴平移的自由度。此时，零件还有沿X轴平移的自由度。需要注意的是，在确定旋转方向时需要进行一次投影计算，将第二基准的矢量方向投影到第一基准找正方向的坐标平面上，计算与找正方向垂直的矢量方向，用该计算的矢量方向作为坐标系的第二个坐标系轴向。这个过程应该由测量软件在执行旋转命令时自动完成计算。如图8-3（b），将工件向着放置在一边的两个球移动，这两个球代表X轴的方向，现在工件只能沿着X轴方向移动，我们称之为“旋转”。（3）原点（确定零件在空间直角坐标系下的1个自由度：1个平移自由度）使用矢量方向为X正或X负的一个点就能确定零件沿坐标系X轴平移的自由度。最后一步我们将工件沿着X轴方向移动到另一个球上，现在工件的位置被固定了并有很高的重复性。我们称之为“原点平移”。以上三个步骤：一个找正，一个旋转，三个原点，我们就能建立一个完整的零件坐标系,建立一个完整的坐标系至少需要6点。19一面两圆基准建立坐标系如图8-6所示图纸的标注，基准为平面A、圆B、圆C，建立坐标系时使用平面A找正第一轴向，圆B到圆C连线旋转确定第二轴向，根据右手法则，第三轴向则唯一确定，然后平面确定第一轴向的原点，圆B确定另两个轴向的原点。手动、自动坐标系均测量相同的特征，手动时测量最少点数，自动时测量更多的点数。轴类零件建立坐标系常见的回转体轴类零件如图所示，只需确定轴线的方向和原点的位置，不需要锁定旋转的方向，因为在轴类零件中沿圆周360°范围内任意一个方向都可以作为锁定旋转的方向。由于端面与轴线垂直度的影响，坐标系的原点通常使用轴线与端面的交点，不直接使用端面的质心点。20坐标系旋转与平移旋转：根据工件的测量要求将坐标系按照一定的角度进行旋转。例如第一基准是上平面，圆1和圆2的圆心连线作为X正，圆1为原点，现要求坐标系X轴向，逆时针旋转45度，需要在坐标系窗口输入偏置角度45，选择围绕Z正、旋转到X正，点击“旋转”，旋转后坐标系结果显示如下图：偏置：零件坐标系原点位置进行偏置，是一个测量过程中常见的问题。第一基准为上平面，圆1和圆2的圆心连线作为X正，圆1为原点。原点需要从当前位置进行偏置(x=30.5，y=30.5，z：0)。在偏置区域选择勾选相应的轴向，键入偏置的数据（注意正负），点击“原点”按钮。212.2迭代法迭代法是一种不断用变量的旧值递推新值的过程，主要应用于零件坐标系的原点不在工件的本身、或无法找到相应的基准元素来确定轴向或原点，多为曲面类零件，如叶片等零件。迭代法拟合坐标系特征元素必须要有数模或理论值，尤其是要有矢量信息,它利用计算机运算速度快、适合做重复性操作的特点，让计算机对一组指令（或一定步骤）进行重复执行，在每次执行这组指令（或这些步骤）时，都从变量的原值推出它的一个新值，迭代法对话框如下图：通过迭代法，三坐标测量软件可以将测定数据从三维上“最佳拟合”到理论点（或可用的曲面）,使用迭代法建坐标系特征的元素必须有理论值或CAD模型，与3-2-1建立坐标系的原理类似，迭代法建立坐标系，也是用找正的方法确定第一轴线，用旋转的方法确定第二轴线，最后确定原点的位置。找正—平面拟合特征，以建立当前工作平面法线轴的方位，必须至少使用三个特征；旋转—直线拟合特征，将第二轴旋转到特征上，此部分必须至少使用两个特征；原点—用于将零件原点平移到指定位置；全部测量一次—PC-DMIS将以DCC模式对所有输入特征至少重新测量一次；始终测量全部特征—用户可以在“最多迭代次数”中输入最大迭代次数，PC-DMIS将以DCC模式对所有输入特征至少重新测量一次如果它们都处于目标半径内，则无需继续重新执行，如果有任何点未命中目标区域，则将重新测量直到最大迭代次数；起始标号—用于指定一个标号，只要选中始终测量全部特征复选框，PC-DMIS重新测量迭代特征时会转到指定的标号处，以这个位置为起始位置开始重新测量迭代特征。22点目标半径—可在每个点周围指定一个假想的公差区域（为半径大小），便于在所示公差区域内的任何位置手动采点，若测量点不在此区域内，PC-DMIS将以DCC模式重新测量此点（公差较佳选择为大约0.5毫米，若重新测量无限地继续下去，应增大此值）。定位公差—用于键入一个拟合公差值，PC-DMIS将根据该值对组成迭代法坐标系的元素与其理论值进行比较。定位公差仅在建立基准的特征数大于最小数时才会起作用（三个用于找正，两个用于旋转，一个用于原点）。例如：用4个特征拟合成一个平面来找正，这样平面度不可能为零，定位公差在这种情况下就会起到限制的作用。误差标号—用于定义一个标号，当输入特征在基准方向上的误差超过定位公差时，PC-DMIS将转到此标号。如果未提供误差标号，PC-DMIS将显示一条错误消息，指出每个基准方向上的误差，用户可以选择接受或取消零件程序的执行。迭代法建立零件坐标系统通常使用如下方法：A、六个矢量点：遵循“3-2-1”原则三个矢量点—确定平面（曲面矢量）找正第一轴向，要求三个点矢量方向近似一致；两个矢量点—旋转确定第二轴，要求两个点矢量方向近似一致，并且此两点的连线与前三个点方向垂直；一个矢量点——原点，要求方向与前五个点矢量方向垂直；B、三个圆（球）：遵循“3-2-1”原则三个圆（球）—找正，确定平面找正第一轴向；二个圆（球）—旋转，旋转确定第二轴；一个圆（球）—原点，用于将零件原点平移到指定位置。注意：1：有圆参与迭代法建立零件坐标系时，测量时“样例点”参数必须为3，即必须在圆所在表面采集三个样例点；2：三个圆进行迭代时，不能选取圆心成一条直线分布的三个圆和同心圆。C、五个矢量点一个圆/三个矢量点两个圆/三个矢量点一个圆一个圆槽23下面以三个矢量点、二个圆为例讲解如何运用迭代法建立如下图所示坐标系1、确认程序开头为“手动”模式，当前模式为“曲面模式”；2、打开自动测量“矢量点“对话框有数学模型时，用鼠标在CAD模型“点1”位置点击一下，注意此点的曲面矢量方向（没有数学模型，根据图纸要求，在理论值区域输入点的具体坐标值和矢量），在不激活“测量”的前提下，点击“创建”，此时，PC-DMIS将自动在编辑窗口中创建点1，如上步骤，创建其余2点；3、打开自动测量“圆”界面，在CAD模型圆1的位置点击选取圆1，“样例点”设置为3（没有数学模型，根据图纸要求，在理论值区域输入圆的具体理论参数），不激活“测量”选项的情况下点击“创建”按钮，创建圆1，如上步骤，创建圆2（注意：若参与迭代的特征元素有圆“样例点”必须为“3”）；注：若特征与特征之间需要变换角度，请注意在特征之间插入足够的安全高度，避免碰撞测头4、全部执行程序CTRL+Q，在PC-DMIS软件的提示下手动测量特征元素；注：测量圆时先采集表面样例点5、将光标移动到程序的末尾，“插入”—“坐标系”—“新建”点击“迭代法”打开迭代法建立零件坐标系的界面；246、在左下角的特征列表中选择相应的特征元素，选择“点1”、“点2”、“点3”—“找正”点击上图的“选择”按钮“找正”选项前面的选择点会自动跳转到“旋转”；再选择“圆1”、“圆2”，“旋转”点击功能按钮“选择”，最后选择特征元素“圆1”，“原点”点击功能按钮“选择”确定完毕，迭代法建立坐标系完成。注：用户也可以如果选中“全部测量一次”或“始终测量全部特征”PC-DMIS将以DCC模式对所有输入特征重新测量。252.3最佳拟合坐标系所谓最佳拟合，是指实际测量结果与理论值整体尽量接近。最佳拟合坐标系时取点原则最好是三轴封闭的点，球心点、圆柱与平面的交点、圆柱交点、隅角点等。如果确实想用多点（散点）进行最佳拟合，也应在采用适当方式拟合坐标系后，在数模上取得点的理论数据，让测量机自动执行程序测点后，再进行拟合。在某些情况下，最佳拟合坐标系也可将一组点与CAD曲线或曲面进行最佳匹配，，特别是对于曲线曲面类零件，通过理论曲线和实际曲线的匹配得到更精确的坐标系。常用于有CAD模型的情况。DOF（自由度）复选框：Tx、Ty、Tz、Rx、Ry和Rz复选框允许从六个自由度中定义坐标系中所包括的自由度（围绕X、Y或Z轴旋转，沿着X、Y或Z方向平移），修改自由度后类型列表（2D、3D和3D无旋转等）将依据当前设置自动更新。如果当前的自由度组合与任何预先定义的状况不匹配，则类型将设置为用户定义；相反地，更改类型后，复选框将会更新以进行匹配。3D—使所产生的坐标系成为可同时进行平移和旋转的3D坐标系；3D无平移—使产生的坐标系成为可旋转但是不可平移的3D坐标系；3D无旋转—使产生的坐标系成为可平移但是不可旋转的3D坐标系；2D—使产生的坐标系可在2D平面中同时平移和旋转的2D坐标系；2D无平移—使产生的坐标系成为可在2D平面中旋转但是不可平移的2D坐标系；2D无旋转—使产生的坐标系成为可在2D平面中平移但是不可旋转的2D坐标系；2D平面—列表设置计算2D坐标系的平面。26最佳拟合方法：最小二乘—通过变换实测点与理论点的位置来对齐，从而使两组匹配点中二乘方距离之和最小，它支持2D、3D和用户定义的最佳拟合坐标系。矢量—矢量拟合坐标系可以让用户控制对齐方向，通过最小化实测点与理论点在给定矢量方向上的二乘方长度来对齐这两组点，它支持2D和3D最佳拟合坐标系。最小/最大—通过最小化两组点之间的最大距离来对齐这两组点，它仅支持2D最佳拟合坐标系。迭代和重新刺穿CAD：PC-DMIS将使用公差和最大迭代刺穿CAD几何形状并调整带迭代的特征标称值公差—PC-DMIS将使用此公差，搜索要刺穿的CAD曲面。最大迭代次数—确定最佳拟合坐标系算法要迭代的最大次数。如果最佳拟合坐标系中所有特征的重新刺穿操作失败，PC-DMIS将在右下角的警告区域中显示错误消息并中止坐标系计算。高级选项卡：旋转中心—区域包含两个定义旋转的理论与测量中心的框，可以从坐标系特征列表所选择特征的X、Y和Z值，也可以手动键入X、Y和Z值（对于2D和3D最佳拟合坐标系用户可以自己定义坐标系拟合时的旋转中心，若未指定旋转中心，PC-DMIS会将零件坐标系原点(0,0,0)用作旋转中心）；运用缩放比例—可用于最小二乘法创建坐标系，但是对带有指定条件约束的坐标系不可用当用户使用缩放功能，PC-DMIS计算一个转换（旋转或者平移），缩放一个与理论数据相适合的缩放实测数据要素缩放坐标系也可以计算伸缩要素来缩放在零件程序中所有的测量数据和后来测的特征。注：一旦对零件程序中的测量数据和特征应用缩放比例，则不可撤销。仅标记零件坐标中一个坐标系上的使用缩放。您可能会发现这对于因温度而膨胀或收缩的补偿十分有用。创建权重—用作输入的每个特征都有一个关联的加权，这些加权的默认值是1，加权值将影响所得到的坐标系。特定特征的加权越大，所得到的坐标系就将越多地匹配该特征的测定值与其理论值，选择坐标系特征选定列表中的特征并双击特定权重值，即可对任何权重进行编辑。27在某些情况下，当坐标系根据基准建立完成之后，某些重要的尺寸要求（例如与装配相关的尺寸或者其他要求较高的加工尺寸）与理论值差别较大，此时将需要根据这些重要尺寸的测定值和理论值的偏差将坐标系进行平移或者旋转，使坐标系在满足当前基准的条件下，尽量减小这些重要尺寸的偏差。如图所示，SCN2和SCN3为在基准装配尺寸满足条件下同样要求配合精度较高的曲面轮廓，在坐标系建立完成之后，可以通过对两扫描轮廓坐标系最佳拟和，减小其理论值与测定值的偏差，保证其装配精度。282.4坐标系的保存和回调PC-DMIS提供了保存外部坐标系的命令，用于将程序中已经创建好的当前坐标系保存在外部文件中，以供其它零件程序回调。“插入”—“坐标系”—“保存”打开保存坐标系的对话框。文件名—用于为所保存的坐标系文件命名，文件名默认根据对话框打开时活动坐标系框来确立。保存类型—坐标系扩展名(*.aln)的文件。可用坐标系—程序中要被保存到外部坐标系文件的坐标系的名称。英寸/毫米—设置要保存的坐标系的单位。测量机到零件—只保存测量机到零件的转换矩阵。两者—保存CAD到零件以及测量机到零件的转换矩阵。坐标系一旦保存即成为外部坐标系，在所有的程序中都可以回调使用，操作者可以从主菜单工具栏列表中通过“插入”—“坐标系”—“回调”来回调需要的坐标系。292.5拟合坐标系拟合两个坐标系，可以实现以下功能：更改零件的位置或方位，同时保留先前的尺寸信息（当工件的尺寸大于测量机的有效尺寸，或是检测时工件需要翻转测量另一面时十分有效）；零件在检测过程中出现意外的碰撞或移动，可重新找正零件并保存先前的测定数据。如图所示，使用平面1，直线1，点1建立坐标系A1，测量工件过程中不小心工件发生了移动，这种情况下可以不用重新测量，可以使用拟合坐标系的方法将原来的坐标系找回来，步骤：1、重新测量原来的平面，直线和点，得到平面2，直线2，点2，按照同样的方法建立坐标系A2；2、使用“插入”—“坐标系”—“拟合”，打开拟合坐标系对话框，新坐标系选择A2，原始坐标系选择A1，点击确定A2坐标系就自动的与之前的A1坐标系拟合30第三章CAD模型的使用和设置3.1CAD常用图形模式菜单图标为存储视图和创建视图，要配合使用，创建好视图以后，可通过“插入”—“命令”—“回调视图设置”来回调先前定义好的视图。图标为视图设置，可根据需要选择合适的“布局”；“视图”栏可以选择“实体模式”显示还是“曲线模式”显示，“3D网格”可以在图形显示窗口设置网格，Former对话框可以设置视图方向，有X+、Y+、Z+、X-、Y-、Z-等视图选项；“标尺”选项勾选上可以在视图窗口根据数模尺寸显示标尺，便于脱机编程时控制尺寸分布；“在表面上显示线”勾选上可以在数模上显示投影线；“层”选项用于选取需要显示的层，没有选择的CAD层将不会显示。从左到右图标分别为“缩放到合适窗口”，它可以使所测元素在图形显示窗口上合理布局；“绘图曲面”图标，它可以使数模以实体模式或者曲线模式显示；“刷新屏幕”命令；“定位测头到屏幕中心”命令；“曲线模式”、“曲面模式”命令，在数模上采集测量元素时二者要与“程序模式”配合使用。31从左到右图标分别为“平移模式”、“2D旋转模式”、“3D旋转模式”，主要用来旋转、平移数模来辅助视图；“程序模式”只有在这种模式下才可以在数模上采集测量元素，多用于脱机编程手动在数模上取点。从左到右图标分别为“CAD装配”，“CAD组”和“CAD层”，当导入一个已经装配好的零件，我们可以将零件的各个部分单独定义成一个“CAD层”或“CAD组”，在使用数模时可以隐藏掉不用的“CAD组”和“CAD层”。如图所示，打开“CAD层”对话框，勾选相应的层可以在图形窗口中显示层中所包含的CAD实体元素，没有勾选的部分已经被隐藏，方便编程时对数模上相应部分特征的选取。32下面通过一个例子来介绍怎样在CAD数模上创建一个新的层：1、打开“CAD层”对话框，点击“创建”，新建一个图层，命名为“层1”，2、使用鼠标在数模上选取相应元素，如图选取车门检具的周边，3、此时CAD元素上的“加”，“减”选项变为可选项，点击“加”选中的元素添加到“层1”中；4、勾选掉其他的层，仅选择显示“层1”，则层1将在CAD视图中单独显示。333.2CAD元素的编辑“编辑”—“删除”—“CAD元素命令”用于删除数模中的CAD元素，首先要在对话框中勾选上要删除的项，（如：点、直线、圆等），然后使用鼠标在数模选择要删除的元素，然后点击“删除”即可删除选中的CAD元素。“编辑”—“图形显示窗口”—“CAD元素”，弹出“编辑CAD元素”对话框，勾选“更改颜色”，单击选“颜色…”选取要更改成的颜色，然后使用鼠标在数模选择要更改颜色的元素，点击“应用”即可更改CAD元素颜色。343.3CAD坐标系的转换PC_DMIS可以根据需要更改CAD模型的坐标系。“操作”—“图形显示窗口”—“转换”，如下图所示CAD转换对话框。（注意：执行CAD转换操作不会转换已测量的特征，因此最好在编程之前就对CAD完成装换。）保留原始的—保留原始的CAD模型的副本；建立新坐标系—重新转换的CAD模型建立新的坐标系；转换—此区域定义平移模型的XYZ偏置；偏差比例—此区域定义CAD模型的缩放。例如，模型单位设置为毫米，但您希望单位为英寸，那么，您可将模型放大25.4。“统一”复选框用于将X,Y,Z轴按相同比例缩放模型。若希望对模型轴进行不同比例缩放，清除“统一”复选框，在X,Y,Z轴输入不同的缩放比例即可；镜像—可镜像零件的CAD视图，镜像CAD数据，请执行以下操作：1、选择要镜像的参考平面。若您希望保留旧的CAD数据，单击“保留原始的”复选框。2、单击“应用”或“确定”，PC-DMIS会在指定轴中镜像CAD绘图并在“图形显示”窗口中显示图像。旋转—控制CAD模型如何进行旋转。角度框中用于键入希望模型旋转的角度；旋转轴—此区域定义CAD模型绕其旋转的线；右手定则：如果用户将拇指指向线矢量方向，四指卷曲，这样四指卷曲的方向即为方位角度旋转方向。旋转矩阵—在确定CAD模型的新转换时，此区域根据3x3矩阵中使用的值自动转换。353.4脱机编程PC-DMIS具有强的的脱机编程功能，用户将测量机，数模，甚至是夹具都导入软件中。1、导入测量机，“插入”—“硬件定义”—“测量机”，出现虚拟测量机，本例选取GLOBAL_B&S_5-7-5，如图所示，图形显示窗口中出现图示测量机导入数模，使用F5打开设置选项，在“零件/坐标测量机”选项卡中单击“自动定位”，软件会自动计算“X偏置，Y偏置，Z偏置”将数模自动偏置到测量机平台上，接下来用户就可以进行脱机编程。363.5碰撞测试PC-DMIS提供了碰撞测试的功能，方便了用户在在软件中自动模拟测量的实际过程，检测编辑的程序在运行时是否会发生碰撞。进行碰撞测试时应确保“图形显示”窗口以“曲面模式”显示零件模型。如图所示，脱机编写了测量圆-面-圆的程序，对程序进行碰撞测试1、“视图”—“路径线”，PC-DMIS会在“图形显示”窗口内显示测头的路径线；2、“操作”—“图形显示窗口”—“碰撞测试”。PC-DMIS会自动执行程序进行碰撞测试，当结束时图形显示窗口里将会红色线绘出受影响的轨迹。此外,PC-DMIS还显示碰撞列表对话框，帮助用户在其零件程序中快速找出碰撞问题的位置。37第四章测量高级选项4.1多测针测量在检测过程中，工件上的一些元素无法使用一根测针来完整的测量，如图所示检测过程中需要测量两端的轴肩作为基准圆柱，这种情况下可以使用多测针测量的方法。操作步骤：1、“插入”—“特征”—“测定”—“圆柱”生成柱体的测定特征；382、在编辑窗口中直接更改柱体1的理论值（包括X、Y、Z、直径和长度），软件会提示用户是否要更新测定值和触测值，选择“是”；3、根据实际要求更改测点数（本例为8个测点），软件会提示是否要更新触测点，选择“是”；4、根据生成的测点选择相应的测针添加到程序中，同时添加好移动点，最后生成的程序如图所示，测量过程中，程序将按照用户定义好的测针执行测量。394.2查找孔适用于圆类型特征（圆、圆柱、椭圆、锥体、球体）的自动测量，在特征的实际位置与理论位置有较大偏差的情况下通常使用查找孔来保证工件的自动测量：如果使用了查找孔选项，在测量时测头将从逼近距离位置处开始（沿着圆所在曲面的法线矢量）以触测速度开始搜索孔：1.如果测头经过了孔所在平面而未发生触碰，测头将继续向前移动搜索直到达到探测距离。此时表明已经找到了要测的孔；2.如果测头碰到圆所在的平面，则表明没有探测到孔，测头将继续按照下面的步骤搜索这个孔：从理论圆心按照(R特征–R测头)开始搜索，将搜索[2*PI*R特征/(R特征–R测头)]个位置.如果还没有找到，搜索半径将以(R特征–R测头)增加继续搜索直到等于“探测距离”。（注意：如果搜索距离小于(R特征–R测头)，将只执行第一个循环的搜索。）403.如果在指定搜索范围内没有找到孔，PC-DMIS将会出现“读位置”的提示，此时时可以手动移动测针到圆孔的中心，点击提示框中的“是”，CMM将以读入的测头位置作为圆心的目标值来测量圆孔。在查找孔中，有三个选项：“中心”、“无中心”、“单测”。这三个选项分别代表了查找孔之后的三种处理方式，如下：中心：搜索到孔之后，将测头将移动到特征深度在孔内以触测速度测量三个点，得到实际孔心位置，然后依据实际位置按照特征对话框中设定的参数测量该孔；无中心：搜索到孔之后，直接按照特征对话框中设定的参数测量该孔；单测点：在搜索孔时，测头只向下触测一次，如果测到曲面，说明没有搜索到孔，将会按照未找到孔来处理（PC-DMIS将会出现“读位置”的提示）。如果测到孔内，说明搜索到了孔，将在孔内测量三点，确定孔心位置，然后开始测量。414.3相对测量是指在测量特征时，选择一个已经测量过的特征作为参考特征，然后根据被测特征理论值与参考特征理论值之间位置的关系，由参考特征的实测值重新计算被测特征的目标值，然后根据这个目标值去测量被测特征。即使工件发生了较大偏差，只要特征之间的相对位置不变，就仍然可以实现自动测量。自动测量选项如图，测量过程中根据实际情况，既可以相对于单一元素测量，也可以相对于多个元素测量。使用相对测量时，首先需要在程序中添加相对测量命令：“插入”—“参数设置”—“自动相对测量”，相对测量有两种模式：1、相对测量/默认(I,J,K,T)2、相对测量/常规(I,J,K,X,Y,Z)如果仅仅需要相对测量调整特征的方向，在这个情况下，使用“默认（I,J,K,T）模式”即可；如果需要同时对测量元素的方向和位置进行调整，则使用“常规（I,J,K,X,Y,Z）模式”。42如图所示假定要测量一个平面（PLN1）和平面上的一个圆（CIR1）而平面和圆的位置与理论位置发生了比较的的变化。此时可以选则“相对测量/默认(I,J,K,T)”模式，先测量平面，在测量圆时在相对测量对话框选择“相对单一元素”中将平面（PLN1）作为其相对测量的特征，PC-DMIS会参考平面（PLN1）的矢量方向对圆的测量位置进行调整重新计算圆的测量位置，自动测量圆（CIR1）。相对测量实例：“角点”是将钣金件向两面弯曲，在弯曲处两侧上的点，用于控制两个面在法线方向的偏差。此种类型的点在两个面的法线方向均可能出现偏差，导致测针无法在正确的位置进行测量测量方法：1.选择相对测量/常规(I,J,K,X,Y,Z)模式，测量预测点P1，此点用于确认B面的初始位置；2.测量P2点，在相对测量对话框选择“相对于多个元素”Y方向选择P1。即用P1的Y方向作为参考，控制测量P2点的深度；3.测量P3点，在相对测量对话框选择“相对于多个元素”Y方向选择P1，Z方向选择P2。用P1，P2的实际位置为参考可准确的测量P3位置。434.4自动测量策略如果测量机使用的是扫描测头（如X1、X3、X5等）针对于直线、平面、圆、圆柱、圆锥等特征可以借助于PC-DMIS测量策略来对特征进行自动扫描测量。对特定自动特征可选择PC-DMIS预先定义的进行测量，针对相应的特征测量策略如下：圆：自适应圆扫描（AdaptiveCircleScan）-通过扫描测量圆圆柱：自适应圆柱线扫描（AdaptiveCylinderLineScan）-沿平行于圆柱轴线方向在圆柱上扫描多条线。圆柱可以是螺纹曲面，也可以是平滑曲面。使用此策略时，测头测尖的直径必须大于螺纹间凹处的尺寸，以扫描时防止测头晃动。自适应圆柱螺旋扫描（AdaptiveCylinderSpiralScan）-在圆柱内部按照设定的螺距执行螺旋扫描。自适应圆柱同心圆扫描（AdaptiveCylinderConcentricCircleScan）-在圆柱不同高度上扫描圆。圆柱置中螺纹扫描（CylinderCenteringThreadScanStrategy）-通过将测头置中于螺纹中，执行螺纹扫描。使用此策略时，测尖的直径必须大于螺纹间凹处的尺寸，以防止测头晃动。直线：自适应线性扫描（AdaptiveLinearScan）-沿指定方向执行单线扫描。圆锥：自适应圆锥同心圆扫描（AdaptiveConeConcentricCircleScan）-在圆锥不同高度上扫描圆。自适应圆锥线扫描（AdaptiveConeLineScan）-在指定圆锥上执行多线扫描。平面：自适应平面圆扫描（AdaptivePlaneCircleScan）-在定义的平面上执行圆形扫描路径。自适应平面线扫描（AdaptivePlaneLineScan）-在定义的平面上执行线形扫描路径。自适应自由形状平面扫描（AdaptiveFreeFromPlaneScan）-通过沿点集定义的路径扫描平面。44测量策略实例：在PC-DMIS工具栏上点击DCC模式，选择“插入”—“特征”—“自动”—“圆”，打开自动测量圆对话框，如图所示：在特征属性框中键入所要测量圆的理论圆心位置、曲面矢量及角矢量，在测量属性中键入理论直径，及测量角度范围等；点击“测量策略”选项，选择“CircleAnalogScanStrategy”（圆扫描策略）：1、在“设置”选项卡中选择测量的目的（包括：大小，位置，形状三个选项）；“曲面类型”中选测测量曲面的加工类型（包括：抛光面，机械加工面，磨光面和铸造面）；2、在“高级”选项卡中对扫描参数进行设置，包括：采点密度、扫描速度、加速度、扫描偏置力等；3、在“过滤器”选项卡中对过滤参数进行设置，包括：离群值（标准偏差），筛选器类型，UPR等。一般采用默认值即可；4、在“控制类型”选项卡中对过设置扫描终止类型；激活测量图标，点击创建，测量机将自动测量指定的圆，同时在编辑窗口中创建此圆的程序。454.5孔\轴类特征计算方法PC-DMIS默认孔\轴类特征的计算方式是最小二乘方，考虑到孔\轴类特征在实际过程中的应用，PC-DMIS还给出了孔\轴类特征的其它算法。如图所示，以圆为例，在测量高级选项中：内圆的计算方法有最小二乘方，最小间隔，最大内切和固定半径四种方式；外圆的计算方法有最小二乘方，最小间隔，最小外切和固定半径四种方式。最小二乘方–该计算方法使得所有数据点到圆心的距离的平方和最小；最小间隔–该计算方法在包含数据点的两个同心圆中间生成一个圆，并使他们的半径保持尽可能的小；最大内切–该计算方法计算包含在所有数据内部的最大直径的圆。用于测量需要与轴进行装配的孔，得到能与孔装配的轴的最大直径；最小外接–该计算方法计算包含所有数据的最小直径的圆。用于测量需要与孔装配的轴，得到能与轴装配的最小孔的直径；固定半径–该计算方法会根据给定的直径创建一个圆。因为预先已知直径，所以半径不能变化，只有圆的位置允许变动，多用来测量“小圆弧”圆心的位置。464.6安全平面安全平面是在指定坐标轴的指定高度上创建了一个平面区域，测头要从一个特征移动到另一个特征必须在该指定平面上移动。使用安全平面可减少需定义的中间移动点，因而能减少编程时间。安全平面相对于当前坐标系定义的，当输入安全平面的值时，务必要注意安全平面的正负符号。符号必须与指定坐标轴的正向或负向相对应，例如，下图要定义Z轴顶部安全平面，应输入正值；要定义底部安全平面，应输入负值。注：在使用中，用户一次只能定义一个安全