FAROArm关节臂测量操作指南ppt课件.ppt
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1、,第一部分 FARO Arm 综述,一、FARO Arm 测量原理任何几何特征均由空间点构成;通过探测传感器(探针)与轴空间运动的配合,精密地测量出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值;计算机对测量点的坐标值进行数据处理,拟合形成测量元素。如平面、直线、圆、球、圆柱、圆锥、曲面等,经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。,二、计量特性 以FARO Arm Platinum(6轴)为例 1.测量范围1.1 测量范围是指以设备原点(测量臂末端轴的中心)为起点的空间测量直径。1.2 FARO Arm Platinum(6轴)的测量范围有:1.8m、2.4m、3.0m、3.7m。1
2、.3 本设备的测量范围为2.4m。,2、测量准确度 测量准确度以两种方式表示:单点鉴定精度;空间长度最大误差。2.1 单点鉴定精度(Max-Min)/2(2)设备的测量重复性,是指在相同条件下(人员、环境、设备、标准器不变),重复测量同一特征n次,评介各测量结果的离散程度,衡量测量设备的稳定性。2.1.1 要求,第一部分 FARO Arm 综述,1.4 在安装设备及被测件时,应考虑到在测量范围内探针能 到达的区域。1.5 测量时,探针不能超出规定的测量范围,以保证各关节 处于自由状态,否则不能保证测量精度,同时可能损坏设备。,不正确的探针位置,每个设备铭牌上均有注明。本设备的单点精度:0.02
3、5mm(2),2.1.2 单点精度鉴定方法 选择菜单命令:“测量”、“鉴定”、“单点”。如图所示,将探针放在校准锥孔中,把FaroArm摆放到一侧的水平位置,按照约 0、30、45、60、90、120、135、150、180 九个位置采点,每个角度位置采10个点,一共九十个点,采点完成后按“向后”按钮。,注:测量过程中,应保持探针紧贴标准锥;设备与校准锥固定良好,无相对漂移。,第一部分 FARO Arm 综述,2.1.3 结果判定 查看报告,(最大值-最小值)/2 不超过设备的单点精度即为合格。,第一部分 FARO Arm 综述,2.2 空间长度最大误差 是指测量臂在测量范围内空间任意方向长度
4、的最大误差。2.2.1 要求:0.036 mm 对于FaroArm,一般来说,单点精度如果符合要求,那么长度最大误差也应该符 合要求。2.2.3 校准方法 将标准器(量块)置于测量范围内的各个位置和方向上进行长度测量。2.2.4 定期鉴定 应定期对设备进行单点精度鉴定及空间长度误差校准,检查各关节的机械精度、测 量臂、探针等是否处于稳定状态,保证测量结果的准确、可靠。注:在校准过程中应保证环境温度符合要求(200.5)。只有在符合“单点精度”及“空间长度最大误差”要求下,才能保证测量结果准确、可靠。上述校准方法的依据:国际三坐标通用标准 B89.4.22 标准。,第一部分 FARO Arm 综
5、述,四、测量设备选用原则 简单来说,测量不同尺寸、不同公差的零件,应选用不同精度的测量设备,即测量设备的测量误差(或不确定度)只有在满足被测件测量要求的前提下,测量数据才是可靠的。GB/T 3177-2009 光滑工件尺寸的检验标准中规定了计量器具的选用原则。在测量零件前,必须依据GB/T 3177-2009标准,根据测量臂的空间长度最大误差及被测特征的公差要求,确定测量设备是否满足测量要求。通常测量设备的最大允许误差应满足被测特征公差的1/31/10要求。,第一部分 FARO Arm 综述,本节要点:测量臂的测量实质:测量特征表面上点的空间坐标值;应定期对测量臂进行单点精度鉴定、空间长度测量
6、误差校准;测量时应确认测量臂的计量特性应满足被测件的测量要求。,第一部分 FARO Arm 综述,第二部分 FARO Arm 组成,FARO Arm 主要组成部分:硬件:测量臂软件:CAM2 Measure X,第二部分 FARO Arm 组成,一、测量臂(以FARO Arm Platinum 6轴为例),部件组成1、测量臂 内置平衡装置,测量时无需固定、把持,只需握持最后一节臂进行测量;内置温度传感器,定时测量臂内温度,修正因温度变化造成的测量臂长度的变化,保证测量准确度。,功能:测量点的空间坐标值,第二部分 FARO Arm 组成,2、关节 共有6个关节,每个关节内置位置传感器(光栅编码器
7、),以实现探针球心的精确定位;内置应力自动感应报警系统,保护关节。注:测量时应使测量臂及各关节处于自由状态。3、操作键基本功能 绿键:1)采点确认(测量过程中);2)等同鼠标左键(作鼠标用时);3)“向前”按钮(提示操作时)。红键:1)补偿功能(测量过程中);2)光标居中(作鼠标用时);(此功能可在“设备”“设备设置”“FaroArm控制鼠标”中设置、更改)3)“向后”按钮(提示操作时)。,第二部分 FARO Arm 组成,4、探针1-6 mm 球探针、1-3 mm 球探针(标配);传导探针等(选配)校准器(校准锥、校准球)。5、数据接口 用于测量臂与计算机间的数据传输。6、电池组在无交流电源
8、的场合使用,使用交流电源时拆下电池组;安装电池组:将电池组向下滑动直至发出“咔哒”声;电池组充电:当 FaroArm 插上交流电源时,无论开/关,电池组均开始电,充电完毕后将自动停止。通过设备“诊断”对话框可查询电池组的当前电量。7、固定底座 快速、稳定地将测量臂固定在平台或三角架上。,第二部分 FARO Arm 组成,二、CAM2 Measure X,第二部分 FARO Arm 组成,1、功能 根据采样点的坐标值拟合、构造特征,计算尺寸、形状、公差,输出数据报告。2、数据输入格式 IGES,ASCII,VDA/FS&ACL 支持的CAD软件:Unigraphics,Solidworks,Pa
9、rasolid,CATIA,Solid Edge,ProE 和 Inventor。3、数据输出格式*.iges(igs)4、软件特点测量界面友好,命令图形化;实现CAD与零件的比对;特征测量功能强大;重复零件测量编程;CAM2 SPC 图表 和SPC报告,辅助SPC分析。,第三部分 安装 FARO Arm,一、安装测量臂 测量臂有多种安装方式,包括三脚架,磁力、真空吸盘等;根据实际情况选择合适的安装方式;每种安装方式均应稳固可靠。,安装方法:1、用正确的手势取出测量臂(如图示);2、将底座安装在平台上,紧固螺丝;3、将测量臂安装在固定底座上,用专用扳手旋紧螺纹套圈。,准确的握姿,底座固定,4、
10、安装探针 1)选择探针 在满足测量条件情况下应选择大球径的探针,以减少表面粗糙度带来的影响。2)安装探针 使用正确的握姿将探针安装在轴上,避免关节、编码器受到外力伤害。,二、安装校准器 根据探针类型选择校准器(校准锥或校准球),安装在臂长的1/3 1/2范围内。,第三部分 安装 FARO Arm,注:稳固安装测量臂、校准器及零件、保证相互之间无相对位移是确保测量准确度的前提;不使用设备时,应将测量臂用专用绑带固定。,第三部分 安装 FARO Arm,二、安装 CAM2 Measure X 软件平台:Windows 2000/Windows XP 在专用计算机上安装CAM2 Measure X测
11、量软件。注:在安装时不能将加密狗插在计算机上;初次安装CAM2 Measure X 后须重启计算机。附:1、CAM2 Measure X 的文件保存缺省路径:C:Documents and Settings All UsersApplication DataFAROCAM2 Measure X 1.02、此文件夹缺省是隐藏的,如需查看文件,须进行如下操作:不勾选“隐藏受保护的操作系统文件”,勾选“显示所有文件和文件夹”,然后根据路径查看。,第三部分 安装 FARO Arm,三、连接测量臂与计算机1、将端口锁(加密狗)插入计算机的USB 接口;2、将USB数据线两端对应插入计算机USB接口和FA
12、RO ARM 数据接口;3、分别接通测量臂和计算机的电源。关闭测量系统顺序:关闭CAM2 Measure X 关闭测量臂电源 关闭计算机。,第三部分 安装 FARO Arm,四、启动CAM2 Measure X 1、运行CAM2 Measure X双击桌面软件图标,软件将自动连接测量臂;第一次连接测量臂时,软件将自动识别所连的测量臂,并安装测量臂驱动程序;如出现“设备链接失败”提示框,则表示CAM2 Measure X未能成功链接测量臂。请检查数据线的连接是否正确、测量臂是否上电,然后点击“重试”;如需脱机使用CAM2 Measure X,点击“取消”。,2、选择单位 in/mm;缺省单位为“
13、mm”。在零件首选项中可更改“单位”首选项。注:在测量过程中不能更改单位。,“设备链接失败”,第三部分 安装 FARO Arm,编码器状态提示界面,3、加载首选项 软件自动加载缺省的应用程序和零件首选项,包括小数位、公差、报告格式和其它与零件相关的设置。4、激活编码器 在工具栏中任意点击一测量命令,屏幕弹出“参考编码器”对话框,转动测量臂各关节 臂,直至红色报警消失。确认编码器状态:在CAM2软件中点击“设备”CMM 诊断,如果连接状态栏 中为绿色,表示编码器已被激活。,首选项,第三部分 安装 FARO Arm,五、设备基本设置与检查 在测量前,可对测量臂进行一些基本的设置及检查,并结合个人需
14、求对软件进行一些个性化设置。1、选择设备 在主测量界面,点击“设备”“设备设置”,弹出“设备设置”对话框:在“状态”栏中为“已调用”的设备是软件自动链接的当前设备;双击所选设备可更改为当前设备;CAM2 Measure X 可链接多个设备,但不能同时使用;点击。,第三部分 安装 FARO Arm,2、硬件配置 在“设备配置”对话框中,点击“配 置”,弹出“硬件配置”对话框(如图):“FaroArm 信息”显示当前设备的信息;“触发模式”设置“Arm 触发器”的模式。“FaroArm”控制鼠标 测量臂的末端轴可作鼠标使用,通过勾选选项设置“臂控”功能;“跟踪速度”“臂控鼠标”的响应速度。,硬件配
15、置,第三部分 安装 FARO Arm,“应力停止”测量臂各关节均有一定的工作范围,超出范围将产生应力。启用“应力停止”后,当关节应力超出允许范围时将报警提示,此时将不能输出数据,从而保证测量结果的准确性,并保证设备不受损坏。“灵敏度”应力控制的一个重要系数。不同型号的测量臂有不同的灵敏系数。设备缺省的设定值为最佳值,请不要随意修改。,关节应力超限警告,编码器应力超限警告,第三部分 安装 FARO Arm,3、设备诊断 从测量菜单中,点击“设备”“CMM”“诊断”,弹出“诊断”对话框:位置:探针球心坐标值(相对设备坐标);连接角:6个编码器的读数,点击“创建报告”,根据提示操作,创建编码器检测报
16、告;温度:检查当前温度是否符合要求。测量要求:温度变化率不超过 3/5min;也可通过“设备”“CMM”“温度”检查当前温度状态。接头状态:6个关节受力是否超限及受损(绿色为正常);电池:电池组充电状态。注:应在测量过程中检查设备温度是否稳定。,第三部分 安装 FARO Arm,3、主要首选项设置3.1 应用程序首选项设置路径:应用程序文件缺省的(或修改后)保存路径。其它:设备的一些功能设置。保存:保存应用程序首选项文件。应用程序首选项可修 改,并可指定文件名和路径保存。调用:启动CAM2 Measure时调用的应用程序首选项文 件,可指定启动时调用的文件。,3.2 零件首选项设置公差:设置测
17、量特征的公差项及公差值。标签:分别设置各类特征标签的显示内容。自动标称值关联:设置测量特征与标称值是否关联及关联条件。扫描测量:选择采点方式。“不扫描”特征测量模式;“用触发器开始/暂停扫描”、“触发时扫描”扫描测量模式。,第三部分 安装 FARO Arm,建议在测量前,结合测量特征的公差要求,进行一些常用“公差”的设置。“公差”设置方法:点击“首选项”“公差”,按类型排列特征顺序,选择特征类型,勾选公差项、设置公差值;点击零件首选项中的“保存”,在弹出的“另存为”对话框中输入名称,点击;点击零件首选项中的“调用”,在弹出的“打开”对话框中选择自定义的文件,点击;点击,再次启动CAM2 Mea
18、sure时将调用自定义的公差文件。,显示小数位:测量数据的整数及小数位数;保存:保存“零件首选项”文件。“零件首选项”可修改,并可指定文件名和路径保存;调用:启动CAM2 Measure时调用的“零件首选项”文件,可指定启动时调用的文件。,第四部分 CAM2 Measure X 界面,屏幕布局(缺省布局),第四部分 CAM2 Measure X 界面,1、零件主视图窗口 零件的视图区域,显示测量数据、图形及CAD图形等;可对窗口布局编辑;可对主视图窗口的属性进行编辑:a.右击视图窗口,点击“Main3Dview对象”“Properties”,b.弹出“三维主视图属性”对话框,编辑视图的背景颜色
19、、栅格、CAD图形阴影等常规 属性及些扩展属性。,2、工具菜单栏,图形化命令,菜单栏中带图像的命令均可在工具栏中出现。编辑工具栏:右击工具栏的任意处,勾选所需的工具栏,或点击“自定义”,自定义工具栏。,3、文字菜单栏,包含了设备所有的操作命令:设备软、硬件的设置、文件的编辑、测量工具、报告处理等命令。,第四部分 CAM2 Measure X 界面,4、视图控制栏 视图控制工具,包括三个控制栏:“导航器”、“CAD零件”、“已存视图”。“导航器”:控制、调整视图位置;“CAD零件”:在当前文件中插入、编辑CAD文件;“已存视图”:图形区域中的视图除了以标准的视图形式显示外,可以通过“已存视图”工
20、具编辑、保存当前视图任意角度的视图。,第四部分 CAM2 Measure X 界面,5、数字读数窗口实时显示探针的三维坐标值(此坐标值相对当前所选定的坐标系)如果读数窗口中的数字为“*”号,则表示软件与设备为链接(或在脱机状态下运行);如果读数窗口中的数字不变化,则表示测量臂的编码器未被激活。,显示当前操作内容,提示下一步的操作及错误信息。注:在测量过程中,应实时查看提示栏的信息。,6、操作提示栏,7、视图控制窗口鼠标拖动“视图控制窗口”,实现当前视图的平移;将鼠标置于“视图控制窗口”中,滚动鼠标滚轮,实现 当前视图的缩放。,第五部分 探针校准,一、探针校准的目的 FaroArm 用探针球面(
21、点)接触测量零件表面,确定探针球心的坐标值;球心的坐标值是相对于FaroArm的坐标系的;设备的机械精度、编码器的稳定性及球形探针的圆度均影响球心坐标的准确度;必须通过校准对探针球心坐标进行修正;校准的准确性将直接影响测量结果的准确性。二、校准周期 每次测量前;更换探针后;进行“移动设备位置”后。三、校准方式 孔校准。适用于校准球探针;球校准。适用于校准接触触发器探针和点探针。本课程将介绍孔校准。,四、校准方法 1.“设备”“探针”,进入探针校准界面;(也可点击工具栏中 图标或用快捷键“P”进入)2.在“当前探针”下拉列表中选择探针或通过“编辑”输入当前探针名称、直径;3.选择校准模式“导航”
22、:规定采点数(3*200点)、图示规定采点 位置、采点顺序。“非导航”:无采点数要求,基本在图示区域采点。注:“辅助开关”适用于 Renishaw 探针或传导探针。4.点击“修改”或“新建”;5.将探针放入校准孔中,也可放入小于探针直径的零件孔中(此孔必须有较好的表面粗糙度及加工精度);6.按住绿键、摆动测量臂,按图示分别在三个位置采点约200点,完成后按红键确认;,“非导航模式”,第五部分 探针校准,第五部分 探针校准,7.检查“校准状态”绿色表示校准通过,红色表示校准未通过,须检查设备、零件安装是否稳固,并重新校准 探针;8.可以点击“查看记录”以查看校准结果;9.点击“确定”完成探针校准
23、。,校准记录,第六部分 基本特征测量,一、特征类型二维(2D)特征弧、圆、椭圆、槽、二维直线、平面点、高点和低点,以及所有金属板的特征(除剪切的点和卷边点)等;二维特征不需投影面;2.三维(3D)特征圆柱体、球体、圆锥体等;三维特征需投影面。3.区分特征 测量二维特征时,会弹出“选择平面”对话框,需要选择投影平面。因此是否出现对话框是判断二维特征的一个方法。,二、探针补偿 1.探针测量原理 测量时,球探针的表面与被测表面接触(点接触),此时输出的是球心的坐标值。球 心与实际测量点有一个偏移量(相差一个球的半径);,第六部分 基本特征测量,为输出测量点的实际坐标值,须在球心坐标值上增加偏 移量;
24、在特征测量采点结束后,以补偿线为界线,向上方(或线内)移动探针,并按红键(向后按钮),则向线的下方(或线外)增加一个偏移量,进行探针补偿;同理反之。,“平面”补偿在平面上分别采集3点;按箭头方向拉离被测面,按红键;拟合“未补偿平面”,并向反方向平移一个探针半径值,生成“已补偿平面”。,第六部分 基本特征测量,3.“园”补偿选择投影面,在孔内分别采集3点;向孔内拉离被测面,按红键补偿;拟合“未补偿园”,并向反方向(向外)扩张一个探针半径值,生成一个“已补偿园”,其直径=“未补偿园”直径+探针直径。测量外圆及外圆柱时,向外拉离被测面,按红键补偿,“补偿园”直径=“未补偿园”直径 探针直径。,特征测
25、量提示 二维特征需要投影平面,。三维特征不需要投影平面。向前按钮用于获取测量点。向后按钮用于补偿探针的半径。,注:“未补偿园”根据探针球心坐标拟合而成;“已补偿园”为实际测量所需的园。,第六部分 基本特征测量,三、采点原则 1.采点数最少采点数:每种特征在数学上均定义了最少测量点数;例如两点定义一条直线、三点定义一个圆,六点定义一个圆柱等;合理采点数:测量数据应当反映被测特征的特性。三点虽然能定义圆,但不一定能真实反映园的形状误差,因此采点数太少可能提供了不可靠的依据,从而造成不准确的测量结果。理论上采点数越多测量结果越可靠,但采点越多花费时间越长,因此必须根据实际情况合理设计采点数。通常实际
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