【正文】 CATIA 的主要功能模塊（介紹本文使用的模塊）： Digitized Shape Editor ，簡(jiǎn)稱 DSE，數(shù)字曲面編輯器，根據(jù)輸入的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，進(jìn)行采樣，編輯，裁剪已達(dá)到最接近產(chǎn)品外形的要求，可生成高質(zhì)量的 mesh小三角片體。 CATIA 在汽車(chē)、航空航天領(lǐng)域的統(tǒng)治地位不斷增強(qiáng)。另外， CATIA 對(duì)于曲面與測(cè)量的點(diǎn)的偏差大于 的 CLASS A 曲面完全可以勝任，因此，通過(guò) CATIA 軟件進(jìn)行曲面重構(gòu)可以滿足醫(yī)學(xué)建模的精度要求，并可在處理效率上提供改進(jìn)的新思路。通過(guò)高精度掃描獲取完整準(zhǔn)確的外形數(shù)據(jù)，經(jīng)過(guò)處理直接生成三維模型，可快速完成模具設(shè)計(jì)或機(jī)械加工方案，實(shí)現(xiàn)復(fù)制。 三維掃描儀按照信息獲取方式的不同可分為接觸式和非接觸式兩大類(lèi)。世界各國(guó)在經(jīng)濟(jì)技術(shù)發(fā)展中，應(yīng)用逆向工程消化吸收先進(jìn)技術(shù)經(jīng)驗(yàn)，給 世界帶來(lái)了很大的影響 。根據(jù)不同的零件選擇合適的測(cè)針以便測(cè)量，并且根據(jù)需要可安裝加長(zhǎng)桿達(dá)到更好測(cè)量特征的目的。 垂直度的評(píng)價(jià) 垂直度可以應(yīng)用在線，平面，圓柱，圓錐，或任一種槽元素。(3)模具自身承受變形的能力不足。 選擇高級(jí)特征控制框中統(tǒng)計(jì)、報(bào)告、兩者都或無(wú)選項(xiàng)； 如果想在圖形顯示窗口中瀏覽尺寸信息請(qǐng)選擇尺寸信息框； 選中文本復(fù)選框或圖形復(fù)選框，以選擇所需的分析選項(xiàng)，以便在報(bào)告或圖形窗口進(jìn)行分析。下面左圖為電腦中顯示的構(gòu)造出的圓。 三、 方向 對(duì)話框關(guān)系區(qū)域中的復(fù)選框用于指定在兩個(gè)特征之間測(cè)量的距離是垂直于或平行于特定軸，還是垂直于或平行于第二個(gè)或者第三個(gè)所選特征。其中距離尺寸的理論值并不都是基于 CAD 數(shù)據(jù)或測(cè)量數(shù)據(jù)。測(cè)量距離分為二維（ 2D）距離和三維 (3D)距 離。 雖然坐標(biāo)系的三個(gè)軸都確定了，但是在 計(jì)算機(jī) 中可以看到三條坐標(biāo)軸的交點(diǎn)在一直晃動(dòng)，沒(méi)有固定下來(lái)，因此我們還要對(duì)其進(jìn)行原點(diǎn)設(shè)定。在程序左上角的窗口里顯示“ Z 正找正到平面標(biāo)識(shí) =平面 1”，如下圖 （一） b 所示。 一、零件找正 第一步：測(cè)量平面，找正零件，即確定第一軸線。 2）構(gòu)造圓 圖 （ 2）圓角 如上圖 （ 2） 所示，該零件的四個(gè)角的部位都是以圓角相連接，且內(nèi)圓角非常小，測(cè)針能測(cè)量點(diǎn)的范圍極小，每次測(cè)出來(lái)都是一條直線，因此通過(guò)構(gòu)造特征來(lái)達(dá)到測(cè)量圓半徑的目的。 圖 (3) 測(cè)量圓 如果要重新采集測(cè)點(diǎn)，點(diǎn)擊手操盒上的 DEL PNT 鍵 ，刪除測(cè)點(diǎn)重新采集。 如圖（ 1）所示。如圖 所示。選擇“確定”后，操作者要使用操縱桿控制測(cè)量機(jī)用測(cè)針在標(biāo)準(zhǔn)球與測(cè)針正對(duì)的最高點(diǎn)處觸測(cè)一點(diǎn)，測(cè)量機(jī)會(huì)自動(dòng)按照設(shè)置進(jìn)行全部測(cè)針的校驗(yàn)。 圖 （六） 測(cè)頭校驗(yàn) 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 20 實(shí)施校驗(yàn) 在校驗(yàn)測(cè)頭窗口設(shè)置完成后， 進(jìn)入測(cè)量 。 校驗(yàn)?zāi)Ｊ?：一般應(yīng)采用用戶定義，在采點(diǎn)數(shù)為 9 點(diǎn)時(shí)，層數(shù)應(yīng)選擇 3 層。 七、測(cè)頭校驗(yàn) 測(cè)頭定義后，要在標(biāo)準(zhǔn)球上進(jìn)行直徑和位置的校驗(yàn)。 提示：配置測(cè)針和加長(zhǎng)桿，要根據(jù)測(cè)頭的承載能力。 本次測(cè)頭文件名為 TEASTAR1。測(cè)頭校驗(yàn)的速度要與測(cè)量時(shí)的速度保持一致。 測(cè)頭校驗(yàn) 測(cè)頭校驗(yàn)的必要性 三 坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在測(cè)量零件時(shí)，是用測(cè)針 前端 的 紅 寶石球與被測(cè)零件表面 輕輕接觸 ， 盡管紅寶石很小，但是 接觸點(diǎn) 坐標(biāo)與紅 寶石球中心點(diǎn)的坐標(biāo) 還是 相差一個(gè) 紅 寶石球的半徑。 測(cè)量機(jī)系統(tǒng)啟動(dòng) 打開(kāi)計(jì)算機(jī)電源，啟動(dòng)計(jì)算機(jī)； 打開(kāi)控制系統(tǒng)電源，操縱盒所有指示燈全亮 ， 系統(tǒng)進(jìn)入自檢狀態(tài)； 啟動(dòng) PCDMIS 軟件系統(tǒng)； 進(jìn)行回機(jī)器零點(diǎn)的操作。 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 13 3 基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的 注塑零件的 測(cè)量步驟 引言 在上一章節(jié)主要介紹了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的組成及結(jié)構(gòu)和各部分功能，主要是理論知識(shí)，沒(méi)有結(jié)合實(shí)際測(cè)量，本章主要講解三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量步驟，并詳細(xì)講解每一步驟的具體內(nèi)容及注意 事項(xiàng)。 單獨(dú)接地線 要求有單獨(dú)接地線，接地電阻≤ 5Ω； 要求周?chē)鷽](méi)有強(qiáng)電磁干擾。 建立零件坐標(biāo)系； 為使測(cè)量能更方便的進(jìn)行， 測(cè)量軟件 要 以零件的基準(zhǔn)建 立坐標(biāo)系， 即零件找正，稱為零件坐標(biāo)系。 本研究在程序運(yùn)行過(guò)程中沒(méi)有更換過(guò)測(cè)針，只是在測(cè)量開(kāi)始前選定合適的測(cè)針即可。機(jī)器零點(diǎn) 也就是 機(jī)器坐標(biāo)系的原點(diǎn)，既 是測(cè)量機(jī)誤差補(bǔ)償 的基準(zhǔn)，也是 測(cè)量機(jī)行程終控制的基準(zhǔn)。如上圖 。本節(jié)著 重介紹目前被廣泛應(yīng)用的活動(dòng)橋式測(cè)量機(jī)。逆向工程可以迅速、精確、方便地獲得實(shí)物的三維數(shù)據(jù)及模型 , 為產(chǎn)品提供先進(jìn)的開(kāi)發(fā)、設(shè)計(jì)及制造的技術(shù)支撐。 第二章，主要介紹 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本組成及結(jié)構(gòu) 、 活動(dòng)橋式測(cè)量機(jī)的構(gòu)成及功能、控制系統(tǒng)的功能、測(cè)坐測(cè)頭系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)和 測(cè)量軟件、測(cè)量機(jī)的工作環(huán)境以及操作盒的使用， 主要涉及到在 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī) 中的一些具體 介紹 ， 以便于更快速的掌握其使用方法 。 （ 4） 導(dǎo)入 CATIA 進(jìn)行三維實(shí)體重建 。 在中國(guó)還沒(méi)有特別關(guān)注形位誤差時(shí)，國(guó)外一些國(guó)家就已經(jīng)對(duì)其進(jìn)行研究了，已有一百 年的歷史了， 從 最初的 直線度誤差 ,到對(duì)平面度、圓度、圓柱度、圓錐度、球度等 越來(lái)越復(fù)雜的 形位誤差的測(cè)量評(píng)定 ,都卓有成績(jī) 。 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 中國(guó)從 1970 年代末和 1980 年代初開(kāi)始對(duì)形狀和位置誤差進(jìn)行更系統(tǒng)的研究。 目前的模具制造、樣品復(fù)制、以及復(fù)雜零件的加工幾乎都采用逆向工程技術(shù)，因?yàn)槠淇焖?、精確、無(wú) 圖紙的優(yōu)點(diǎn)，提高了效益。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以 通用性強(qiáng)、測(cè)量范圍大、精度 高、效率好、能與柔性制造系統(tǒng)相連接 的優(yōu)點(diǎn) ， 被稱為 “測(cè)量中心”。因此 ,只有 對(duì) 工件 形位誤差 進(jìn)行 準(zhǔn)確評(píng)定 ,才能 為產(chǎn)品驗(yàn)收 提供 依據(jù) ,而且可以提高零件的加工精度和裝配精度。 20世紀(jì) 60 年代以來(lái)，隨著電子工業(yè)、航空航天業(yè)、機(jī)床、機(jī)械、汽車(chē)等的興起，各種復(fù)雜零件的生產(chǎn)急需先進(jìn)科學(xué)的儀器進(jìn)行檢測(cè)，并且隨著產(chǎn)品更新節(jié)奏的加快，生產(chǎn)率低下，生產(chǎn)成本高，對(duì)產(chǎn)品的檢測(cè)速度需求也提高，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)正是集中了上述多種優(yōu)點(diǎn)，從而在測(cè)量領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，并發(fā)揮了其重要性。本次設(shè)計(jì)在利用 CMM獲取測(cè)量數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上，根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中形狀誤差的定義和評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)，充分分析了注塑零件的平面度、垂直度等一些形狀誤差，然后結(jié)合逆向工程技術(shù)，對(duì)注塑零件的三維 重建進(jìn)行了深入研究。 關(guān)鍵詞： 形狀誤差， CMM，誤差處理，逆向工程，注塑零件 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） II Shape Error Measuring and Anglicizing Based on CMM ABSTRACT The form error measurement based on CMM has important value in engineering application. The design on the basis of using the CMM for measuring data, analyzed the injection parts form error fully, according to the national standard of the definition and evaluation criteria of form error, such as， flatness、 perpendicularity. And then bined the technology of reverse engineering, studied the 3 d reconstruction of injection molding parts deeply. First of all, Measuring the size and location of the injection molding parts and analyzes the shape error by three coordinates measuring machine， then using CATIA drawing injection parts of three dimensional figure . Finally, the threshold segmentation of injection molding parts on the surface and profile using reverse engineering technology, and involves cloud file after surface reconstruction. And then, Noise reduction and filtering on point cloud files using CATIA software, get smaller point cloud on the surface of the plastic injection parts, and the triangular mesh and smooth after processing to generate model of injection molding results show that the shape of the parts error analysis is more precise and more quickly based on the three coordinate measuring machine which is very important in the engineering application. Keyword: form error, CMM, error handling, reverse engineering, plastic injection parts 南京林業(yè)大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） III 目 錄 摘 要 .................................................... I ABSTRACT ................................................ II 目 錄 ................................................. III 1 緒論 .................................................. 1 課題的背景 .......................................... 1 幾何誤差的研 究意義 .............................. 1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用 .............................. 2 逆向工程的應(yīng)用與發(fā)展 ............................ 2 國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀 .................................. 3 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 .................................... 3 國(guó)外研究現(xiàn)狀 .................................... 3 本文的研究?jī)?nèi)容與結(jié)構(gòu) ................................ 4 本章小結(jié) ............................................ 6 2 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的介 紹 .................................... 7 引言 ............................................... 7 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本組成及結(jié)構(gòu) ........................ 7 基本組成 ........................................ 7 結(jié)構(gòu)形式 ........................................ 7 活動(dòng)橋式測(cè)量機(jī)的構(gòu)成及功能 .......................... 8 控制系統(tǒng)的功能 ...................................... 9 測(cè)座、測(cè)頭系統(tǒng) ...................................... 9 計(jì)算機(jī)和測(cè)量軟件 ................................... 10 測(cè)量機(jī)的工作環(huán)境 ................................... 11 操縱盒使用說(shuō)明 ..................................... 11 本章小結(jié) ........................................... 12 3 基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的注塑零件的測(cè)量步驟 .................. 13 引言 .............................................. 13 注塑零件的介紹 ..................................... 13 系統(tǒng)啟動(dòng) ...............................