【正文】 測物體的幾何尺寸，形狀和位置。只付檢測費，比購置一臺測量機更經(jīng)濟。如果使用效率高，則經(jīng)濟效益亦高。M=T（K+G）+Q測量機效益的關(guān)鍵在于使用時間T。雖然它不像生產(chǎn)機床那樣便于計算，也不如機床那樣可以較快地收回成本并創(chuàng)造效益，但作為保證生產(chǎn)質(zhì)量的手段和環(huán)節(jié)，檢測儀器有著特殊的重要性。它不僅直接影響測量精度，而且是決定測量機功能和測量效率的重要因素。用于生產(chǎn)線或柔性加工線上的測量機，檢測的時間必須滿足生產(chǎn)節(jié)拍的要求。如果廠方提供了編程方法（多數(shù)廠家不提供），也可自行開發(fā)。豐富的測量軟件對復(fù)雜的測量對象進行測量，測量機應(yīng)有豐富的測量軟件支持，以完成測量任務(wù)。故應(yīng)從經(jīng)濟效益的角度進行比較判定。選用時，應(yīng)根據(jù)檢測對象的批量大小、自動化程度、操作人員技術(shù)水平及資金投入大小去權(quán)衡。合適的測量機類型一般工件尺寸為l時，要求測量范圍L=l+2C，C為探針的長度。（3）、接長桿的問題。（2）、Z軸與Z向空間高度的關(guān)系。如要測的部分集中在工件的某個局部，除了測量機的測量范圍能覆蓋被測參數(shù)之外，還要考慮整個工件能在測量機上安置，要求工件重量對測量精度不帶來顯著影響。選擇測量范圍時，應(yīng)考慮以下幾個方面。測量范圍的選擇時選擇測量機時的最基本參數(shù)。這不僅由于測量復(fù)雜件時，測點可能帶入的誤差比預(yù)想的要大（由于測頭測桿變化或加長會引入更大的誤差），而且測量機的精度會隨使用次數(shù)增多而有所下降。重要的是重復(fù)精度必須滿足要求，因為系統(tǒng)誤差還可以通過一定方法補償，而重復(fù)精度應(yīng)由測量機本身保證。例如某一被測箱體上二孔的孔距為500mm，公差帶為15um，則所選用的測量機在500mm長度上的測量不確定度應(yīng)不大于3um～5um。在形位測量時，更有大量測點參與并帶來測量誤差，精確計算是很難的。但在具體測件時需要將被測參數(shù)的測量不確定度限制在一定范圍內(nèi)。精度比對不是一個簡單的比較過程。其選擇原則如下：合理的測量精度坐標測量機是檢測工件尺寸與形位誤差的儀器，首要的是精度指標應(yīng)滿足用戶要求。該系統(tǒng)具有原電器箱幾乎所有功能，界面直觀，很多操作在面板上即可直接完成，菜單功能簡潔明了，用戶極易上手。智能數(shù)顯系統(tǒng)的開發(fā)，利用計算機進行大量數(shù)據(jù)存儲和處理，空間精度修正不僅使車間裝調(diào)人員工作量降低，也使測量儀精度有了保障。 采用智能數(shù)顯系統(tǒng)將原電器箱上各項功能都讓計算機來處理，摒棄了電器箱，只用一塊小的信號處理板對各路信號進行處理以保證長線傳輸無誤。特點： X軸移動方向的導軌采用天然花崗巖，并配備進口雙直線導軌，三軸位移傳感器采用進口金屬反射光柵和讀數(shù)頭，結(jié)合空間誤差修正技術(shù)，使用中處處體現(xiàn)高精度的3D測量。CLY系列單臂三為測量儀是一款具有較大測量范圍的高精度測量設(shè)備，在設(shè)計時充分考慮了使用者對沖壓件、儀表板件、塑料件、中型模具件的測量要求。特點： X軸移動方向的導軌采用天然花崗巖，并配備進口雙直線導軌，三軸位移傳感器采用進口金屬反射光柵和讀數(shù)頭，結(jié)合空間誤差修正技術(shù)，使用中處處體現(xiàn)高精度的3D測量。CLY系列單臂三為測量儀是一款具有較大測量范圍的高精度測量設(shè)備，在設(shè)計時充分考慮了使用者對沖壓件、儀表板件、塑料件、中型模具件的測量要求?？赏瑫r裝夾兩只測量表或傳感器對工件進行多參數(shù)測量。目前，三坐標機主要有兩種:導軌式三坐標測量機和無導軌式三坐標儀，無導軌式三坐標測量儀在國內(nèi)尚無同類產(chǎn)品問世。此外，三坐標機的測量精度高，已被廣泛采用。目前物體三維輪廓測量的主要方法有導軌式三坐標機的高精度接觸測量、激光點掃描和激光線掃描式三坐標輪廓測量、激光散斑物體輪廓高精度顯微全場測量。第1章 緒論 三坐標測量機的應(yīng)用與發(fā)展隨著現(xiàn)代科學技術(shù)的飛速發(fā)展和對測量方法的深入研究，在機電行業(yè)中人們對三維坐標測量技術(shù)的要求也越來越高。物體的三維輪廓以及形位測量已被廣泛應(yīng)用于機械制造、航海、航空航天、反求工程等領(lǐng)域。在這些諸多的測量方法中，激光散斑物體輪廓測量法測量精度最高，屬非接觸和全場測量，測量速度高，但其測量范圍小。但它只能進行接觸測量，并且測量速度很慢。三坐標測量機的多功能測量臺是一種高精度測量臺。三坐標測量機廣泛的應(yīng)用于機械零件加工，模具制造等個方面。由于采用開放式測量，從而保證了在現(xiàn)場、在模具制造和仿型、在部件檢測和設(shè)計室里都可以方便的使用。 配件萬向電子測頭，并通過各種測頭配件，既可以對遠程和深孔進行數(shù)據(jù)采點，也能完成中、小型零部件的測量 本測量儀具有方便的現(xiàn)場自校定功能，用戶可根據(jù)實際情況進行精度校正，保證在不同環(huán)境溫度下測量數(shù)據(jù)的真實可靠。由于采用開放式測量，從而保證了在現(xiàn)場、在模具制造和仿型、在部件檢測和設(shè)計室里都可以方便的使用。 配件萬向電子測頭，并通過各種測頭配件，既可以對遠程和深孔進行數(shù)據(jù)采點，也能完成中、小型零部件的測量 本測量儀具有方便的現(xiàn)場自校定功能，用戶可根據(jù)實際情況進行精度校正，保證在不同環(huán)境溫度下測量數(shù)據(jù)的真實可靠。光柵和測頭信號由信號處理板處理后，經(jīng)通訊電纜傳輸至計算機內(nèi)安裝的一塊三軸正交記數(shù)卡，通過編制軟件對其進行控制，以實現(xiàn)原電器箱的功能。采用高性能記數(shù)卡，減少硬件設(shè)備，降低了系統(tǒng)的故障發(fā)生率。一些關(guān)鍵性操作都給出了提示和警告，可以防止用戶在不太清楚的情況下誤操作而導致系統(tǒng)工作不正常。選用時，一般可根據(jù)被測工件要求的檢測精度與測量機給定的測量不確定度相對比，看測量機精度是否符合要求。測量機的技術(shù)規(guī)范中一般只給出單軸測長和空間測長的兩個不確定度公式及重復(fù)精度值。一般測量時，要測量很多測點。因此從經(jīng)驗出發(fā)，在一般測量中，測量不確定度應(yīng)為被測工件尺寸公差帶的1/5～1/3。對于精密測量及復(fù)雜的形位測量要求還高，一般應(yīng)為被測尺寸公差帶的1/10～1/5?？傊?，用戶應(yīng)選用精度（包括重復(fù)精度）高一些的測量機。合乎要求的測量范圍因為在測量范圍內(nèi)才能獲得精確的測量值，超出了范圍，測量就難于進行。（1）、工件的所需測量的部分，不一定是整個工件。為了把工件放入測量機中，應(yīng)根據(jù)工件大小選擇測量機。Z軸行程是Z軸的測量范圍，而Z向空間高度是工件能放得下的高度。有的測頭上有星形探針，這些探針在測量時往往要求超出工件的被測部分。因此測量范圍等于工件被測的最大尺寸再加上兩倍的探針長度。測量機按自動化程度分為手動（或機動）與CNC自控兩大類。當然CNC測量機水平高、測速快，但測量的準備時間長、技術(shù)要求高、資金投入大。一般說，對于中等尺寸的工件，多采用移動橋式；對于小型工件，多采用懸臂式、儀器臺式與移動橋式等；對于大型工件，則多采用龍門式；對于需回轉(zhuǎn)測量的工件，可選用帶分度臺的測量機。如缺少某些軟件，可根據(jù)被測對象向生產(chǎn)廠家索取。符合要求的測量效率測量機運行速度與采樣速度既是測量機效率高低的重要指標，又與自動化生產(chǎn)的要求密切相關(guān)。功能齊全的測量頭測量頭是測量機上重要的傳感器件。滿意的經(jīng)濟效益作為檢測儀器，測量機的經(jīng)濟效益是投資購買的一項重要指標。測量機的使用費用，主要取決于測量機的折舊費K、檢測人員的工資G、測量所用的時間T及輔助材料和設(shè)備等雜費Q，即測量總費用。因此在考慮測量機資金的投入時，關(guān)鍵在于了解它的使用效率。如果使用效率不很高，而又易于在當?shù)亟鉀Q測量問題，則應(yīng)委托或協(xié)作檢測。當然有的場所，測量對象極為精密，不適宜搬動，有的系軍工保密件等，此時配置一臺坐標測量機具有特殊性，也是必須的。導軌式三坐標測量機(Coordinate Measuring Machine簡稱CMM)是近二十年來發(fā)展起來的一種以精密機械為基礎(chǔ)，綜合光柵與激光干涉、計算機、應(yīng)用電子等先進技術(shù)的測量設(shè)備，在國內(nèi)外得到了廣泛的應(yīng)用。目前，導軌式三坐標測量機己被廣泛地應(yīng)用于機械制造、儀器制造、電子、汽車、計量中心、航空和航天等多個工業(yè)和研究行業(yè)，用來測量機械零件的幾何尺寸、相對位置和形位誤差，包括零件空間曲面、汽車白身、CAD/CAM等多項工作。第二代測量機在第一代測量機的基礎(chǔ)上，由微機處理測量結(jié)果，形成了微機化測量機。其中，第三代是目前的主要產(chǎn)品。CLY系列單臂三維測量儀產(chǎn)品信息產(chǎn)品說明： CLY系列單臂三為測量儀是一款具有較大測量范圍的高精度測量設(shè)備，在設(shè)計時充分考慮了使用者對沖壓件、儀表板件、塑料件、中型模具件的測量要求。圖11CLY單臂三坐標測量機在Y、Z方向，其整機測量范圍在1500mm x 2600mm以內(nèi)、X向測量范圍最小為2000mm、并以500mm為間距遞增的整體式測量機，采用整體式機械結(jié)構(gòu)，測量機的工作平面通過地腳螺銓固定在地基上，其工作臺表面略高于地表，或是安裝為與地表齊平，便于大型工件的裝卸。 大中型整體式單臂三坐標測量機比較適宜對一般大型非對稱工件的測量檢測與劃線操作。如果被測工件為一般機加工件，測量要求為一般性的尺寸檢測，可以選用WINCOM測量軟件。 三坐標測量機的組成： 1， 主機機械系統(tǒng)（X、Y、Z三軸或其它）； 2， 測頭系統(tǒng)； 3， 電氣控制硬件系統(tǒng)； 4， 數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)（測量軟件）；： 1）采用花崗石為工作臺，其工作面平面度精度高，且穩(wěn)定性好，受環(huán)境溫度影響小。 3）采用精密微分頭作微調(diào)裝置。5）X軸移動方向的導軌采用天然花崗巖，并配備進口雙直線導軌，三軸位移傳感器采用進口金屬反射光柵和讀數(shù)頭，結(jié)合空間誤差修正技術(shù)，使用中處處體現(xiàn)高精度的3D測量。 設(shè)計要求在繪制產(chǎn)品總裝圖和部件裝配圖時要注意設(shè)計的科學性和條理性。若為運動導軌結(jié)合部，則執(zhí)行件一測相當于滑臺，相臨部件一測相當于滑座，考慮導軌精度，選擇并確定導軌的類型及尺寸。在設(shè)計中，處處從實際出發(fā)分析和處理問題是至關(guān)重要的。從小處講，指對設(shè)計的機械零部件的制造工藝、裝配和維修要進行認真的切實際的考慮和分析。通過設(shè)計實踐，了解和掌握結(jié)合實際、綜合思考的設(shè)計方法。其次是夾具體的設(shè)計，包括手柄、浮動滑塊的設(shè)計， 夾具承擔的是定位夾緊的作用。 三坐標測量機機械部分設(shè)計 三坐標測量機的機械系統(tǒng)設(shè)計可歸類于機械制造裝備設(shè)計，可分為創(chuàng)新設(shè)計、變形設(shè)計、和組合設(shè)計三大類型，設(shè)計的過程隨設(shè)計類型而不同，其中創(chuàng)新設(shè)計的過程最典型，可分為產(chǎn)品規(guī)劃階段、方案設(shè)計、技術(shù)設(shè)計和施工設(shè)計四個階段。 初步設(shè)計方案具體化，技術(shù)設(shè)計階段是將方案設(shè)計階段擬訂的初步設(shè)計方案具體化，確定結(jié)構(gòu)原理方案；進行總體技術(shù)方案設(shè)計；進行結(jié)構(gòu)設(shè)計；通過技術(shù)經(jīng)濟分析，選擇較優(yōu)的設(shè)計方案。其中包括決定尺寸的依據(jù)，如功率、流量和聯(lián)系尺寸等；決定布局的依據(jù)等，決定和限制結(jié)構(gòu)設(shè)計的空間條件。（2）總體設(shè)計總體設(shè)計階段的任務(wù)是將結(jié)構(gòu)原理方案進一步具體化。（3）結(jié)構(gòu)設(shè)計結(jié)構(gòu)設(shè)計階段的主要任務(wù)是在總體設(shè)計的基礎(chǔ)上，對結(jié)構(gòu)原理方案結(jié)構(gòu)化，繪制產(chǎn)品總裝圖；提出初步的零件表及裝配說明書。三坐標測量機常見的是三個直線運動坐標（沿X、Y、Z）和夾具體的裝配設(shè)計。本書以S7200系列PLC為目標機型，介紹西門子PLC的特點，為今后更好地學習和掌握S7300/400打下基礎(chǔ)。（1）．基本單元S7200系列PLC中可提供4種不同的基本型號的8種CPU供選擇使用，其輸入輸出點數(shù)的分配見表21：表21 S7200系列PLC中CPU22X的基本單元型 號輸入點輸出點可帶擴展模塊數(shù)S7200CPU22164—S7200CPU222862個擴展模塊78路數(shù)字量I/O點或10路模擬量I/O點S7200CPU22414107個擴展模塊168路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點S7200CPU22624162個擴展模塊248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點S7200CPU226XM24162個擴展模塊248路數(shù)字量I/O點或35路模擬量I/O點 （2.）.擴展單元S7200系列PLC主要有6種擴展單元，它本身沒有CPU，只能與基本單元相連接使用，用于擴展I/O點數(shù)，S7200系列PLC擴展單元型號及輸入輸出點數(shù)的分配如表22所示。編程器主要用來進行用戶程序的編制、存儲和管理等，并將用戶程序送入PLC中，在調(diào)試過程中，進行監(jiān)控和故障檢測。簡易型編程器是袖珍型的，簡單實用，價格低廉，是一種很好的現(xiàn)場編程及監(jiān)測工具，但顯示功能較差，只能用指令表方式輸入，使用不夠方便。 （4）程序存儲卡為了保證程序及重要參數(shù)的安全，一般小型PLC設(shè)有外接EEPROM卡盒接口，通過該接口可以將卡盒的內(nèi)容寫入PLC，也可將PLC內(nèi)的程序及重要參數(shù)傳到外接EEPROM卡盒內(nèi)作為備份。 （5）.寫入器寫入器的功能是實現(xiàn)PLC和EPROM之間的程序傳送，是將PLC中RAM區(qū)的程序通過寫入器固化到程序存儲卡中，或?qū)LC中程序存儲卡中的程序通過寫入器傳送到RAM區(qū)。文本信息的顯示用選擇/確認的方法，最多可顯示80條信息，每條信息最多4個變量的狀態(tài)。TD200面板上的8個可編程序的功能鍵，每個都分配了一個存儲器位，這些功能鍵在啟動和測試系統(tǒng)時，可以進行參數(shù)設(shè)置和診斷。 （1）一般性能S7200 CPU224的一般性能如表23所示。中斷控制，定時控制（1~255ms）子程序級8級用戶程序保護3級口令保護指令集邏輯運算、應(yīng)用功能位操作執(zhí)行時間掃描時間監(jiān)控300ms（可重啟動）內(nèi)部標志位256，可保持：EEPROM中0~112計數(shù)器0~256，可保持：256，6個高速計數(shù)器定時器可保持：256，4個定時器，1ms~30s16個定時器，10ms~5min236個定時器，100ms~54min接口一個RS485通信接口可連接的編程器/PCPG740PII，PG760PII，PC（AT）本機I/O數(shù)字量輸入：14，其中4個可用作硬件中斷，14個用于高速功能數(shù)字量輸出：10，其中2個可用作本機功能，模擬電位器：2個可連接的I/O數(shù)字量輸入/輸出：最多94/74模擬量輸入/輸出：最多28/7（或14）AS接口輸入/輸出：496