Трехкоординатная измерительная машина (CMM), как высокоточное геометрическое измерительное оборудование в современном производстве, его основной принцип заключается в том, чтобы достичь точной количественной оценки геометрии, размера и допуска положения объекта посредством создания трехмерной системы координат и точных измерений. Процесс измерения можно разбить на три основных компонента:

Создание и определение местоположения трехмерной системы координат

CMM строит прямоугольную систему координат через три вертикальных прямых оси движения X, Y и Z, а траектория движения головки (например, рубинового зонда) представлена центром шара. При измерении заготовка фиксируется на рабочем столе, головка находится в контакте с поверхностью заготовки, и система захватывает точное положение центра измерительного шара в системе координат в режиме реального времени. Например, при измерении отверстия цилиндра двигателя головка измерения должна получать многоточечные координаты глубоко в отверстие. Программное обеспечение вычисляет диаметр отверстия и цилиндрическую степень с помощью алгоритма согласования, и этот процесс зависит от высокоточного позиционирования системы координат.

Точный сбор пространственных координат

Когда головка измерения соприкасается с поверхностью детали, растровая линейка или кодер мгновенно записывают растровые данные по трем осям, образуя координаты пространственной точки (X, Y, Z). Контактная головка запускает сигнал через физический контакт, а бесконтактная головка (например, лазерная головка) использует оптические принципы для сбора данных. В качестве примера можно привести обнаружение деталей контейнерного типа, где головка должна собирать конечную точку, определяющую ее правильную форму, и объединять данные, измеренные различными иглами, в одну и ту же систему координат путем преобразования координат, чтобы обеспечить непрерывность результатов измерений.

Математическое моделирование и анализ геометрических параметров

Собранные координатные данные обрабатываются профессиональным программным обеспечением, с помощью таких алгоритмов, как метод наименьших квадратов, чтобы соответствовать основным геометрическим элементам, таким как точка, прямая, плоскость, цилиндр, а затем рассчитать допуски на размер, форму и положение. Например, при измерении конуса программное обеспечение автоматически распознает разницу в диаметре каждого сечения; При измерении свободной поверхности массивные точечные данные преобразуются в трехмерную цифровую модель, обеспечивающую измерение полного покрытия от простой геометрии до сложной поверхности. Кроме того, программное обеспечение может обрабатывать 13 геометрических допусков, таких как линейность, плоскость и коаксиальность, и выводить отчеты об испытаниях, соответствующие стандартам ISO.