（毕业设计全套）三坐标测量机设计（打包下载）

这里涉及了三层关系，零件相对夹具夹具相对机床零件相对机床。

工件的最终精度是由零件相对机床获得的。

所以“定位也涉三层关系工件在夹具上的定位夹具相对机床的定位，而工件相对于机床的定位是间接通过夹具来保证的。

工件定位以后必须通过定的装置产生夹紧力把工件固定，使工件保持在准确定位的位置上，否则，在加工过程中因受外界的影响而发生位置变化或引起震动，破坏原来的准确定位，无法保证测量要求。

这种夹紧力的装置变是夹紧装置。

夹紧装置的设计与计算是本章的主要内容。

.机床夹具的基本要求．稳定地保证工件的测量精度．提高机械加工的劳动强度．结构简单，有良好的结构工艺和劳动条件．应能降低工件的测量成本简而言之，设计夹具时必须使测量精度生产率，劳动条件和经济性等几方面达到辨证统。

其中保证测量精度是基本的要求。

为了提高生产率采用先进的结构和机械传动装置，往往会增加夹具的制造成本，但当工件的批量增加到定的规模时，将因单件工时下降所获得的经济效率而得到补偿，从而降低工件的制造成本。

因此所设计的夹具其复杂程度和工件的效率必须使生产规模相适应，才能获得良好的经济效果。

但是，任何技术措施都会遇到些特殊的情况，设计夹具时，对质量生产率劳动条件和经济性几方面，有时也有侧重。

如对于位置精度要求很高的测量，往往着眼于测量精度。

再设计过程中必须深入生产实际进行调查研究，广泛征求操作者的意见，吸先进经验在此基础上拟出初步设计方案，经过考虑，然后定出合理的方案进行夹具的设计。

.机床夹具概述机床夹具是机械制造中项重要的工艺装备。

工件再机床上测量时，为保证测量精度和提高效率，必须上工件再机床上相对测头占有正确的位置，这个过程称为定位。

为了克服测量过程工件受到外界的作用而破坏定位，还必须对工件施加夹紧力，这个过程称为夹紧。

定位和夹紧两个综合称为装夹，完成工件装夹的工艺装备称为机床夹具。

机床夹具的分类机床夹具按通用化程度可分为两大类。

第类机床夹具是由机床附件厂或专门的工具制造厂制造的。

夹具的作用可以缩短辅助时间，提高劳动生产率由于采用了专门的元件使工件能迅速地妆家在夹具中，而夹具则通过定位键对刀块导向套等专门装置也能很快地妆家在机床上并调整好位置，此外还可以采用多件多位多快增力机动等夹紧装置。

易于保证加工精度稳定由于夹具在机床上的装夹位置及工件在夹具中的装夹位置均确定，对加工或测量批工件来说是固定不变的，因此在加工过程中工件和测头始终保持正确的相对工作位置，为稳定地保证加工精度创造了条件。

可扩大机床的使用范围，采用专门夹具可代替种机床的作用。

可以减轻劳动强度，保证安全生产采用夹具后可以降低对工人技术水平的要求，使工人操作方便，生产安全和减轻体力劳动。

夹具的组成定位元件它与工件的定位基准相接触，用于确定工件在夹具中的正确位置。

夹紧装置这是用于夹紧工件的装置，在测量时使工件在夹具中保持既定位置。

对测头元件这种元件用于确定夹具与测头的相对位置。

夹具体这是用于联接夹具各元件及装置，使其成为个整体的基础件。

它与机床相结合，使夹具相对机床具有确定的位置。

其它元件及装置有些夹具根据工件的加工要求，要有分度机构，铣床夹具还要有定位键等以上这些组成部分，并不是对每种机床夹具都是缺不可的，但是任何夹具都必须有定位元件和夹紧装置，它们是保证加工精度的关键，目的是使工件“定位夹牢”。

.螺旋夹紧装置螺旋夹紧装置是从楔块夹紧装置转化而来的，相当于把楔块饶在圆柱体上，转动螺旋时即可夹紧工件。

如图所示为螺旋夹紧机构。

若采用螺感杆头部直接与工件接触，则方面会压伤工作表面，另方面转动螺杆时会带动工件偏转而破坏定位，因此在螺杆头部装上浮动的压块，如上图所示。

压块的结构形式较多，如图为两种标准形式，压块通过螺杆头部的螺纹，旋入压块的槽中而浮动。

图用于已加工表面，图二用于未加工表面。

压块的材料般用钢，淬硬至。

螺杆的材料也常用，淬硬至，螺纹精度为级。

有压块螺杆手柄的结构已有标准，参考机床夹具设计手册。

各尺寸如图所示。

图夹紧装置的浮块螺旋夹紧力计算工件处于夹紧时，根据力矩的平衡原理有式中作用于螺旋杆的原始力矩螺母给螺杆的反力矩工件螺杆的反力矩式中工件对螺杆的摩擦阻力摩擦力矩计算半径。

夹紧工件后，根据力的平衡原理有而故式中螺旋升角，般为度螺母与螺杆间的摩擦角工件与螺杆头部间的摩擦角的数值与螺杆头部或压块的形状有关。

螺旋夹紧的自锁性能和传力系数楔块夹紧装置的自锁条件为.度，而螺旋夹紧装置的螺旋升角很小，故自锁性能好。

传力系数为因为螺旋升角小于楔块升角，而大于和，所以螺旋夹紧装置的传力系数远比楔块夹紧装置的大。

由于螺旋夹紧装置结构简单，制造容易，夹紧行程大，传力系数大，自锁性能好，所以广泛用于手动夹紧。

但夹紧缓慢，效率低。

.螺旋夹紧机构的特点．自锁性好夹紧可靠。

．螺旋夹紧增力比较大，可达倍。

般夹具上利用螺纹。

．螺旋夹紧的行程不受限制，但费时效率低。

．结构简单，应用广泛。

.横向伺服系统和立拄的设计计算如第四章纵向私服系统的设计计算第章三坐标测量机的测头装置传感器的原理由于制造技术和机床设计新近的发展趋势，在制造业这个领域监控系统也出现了新的要求。

无数不同类型的传感器在监控生产和测量方面得到了应用。

另方面还有直接测量系统和间接测量系统的传感器也有区别。

就连续测量的传感器系统而言，测量变量贯穿整个测量过程。

电感传感器电感传感器不象刻度尺或干涉仪，它是种模拟位置传感器。

再毫米和厘米范围内普遍应用的测量位移的传感器是线形变化的微分变换器线形变化微分变换器，由三个线圈组成。

将个典型频率为的交流电压加到初始线圈上，初始线圈会感应藕荷到二级线圈。

磁芯线形比例变化。

通过分析信号相位与参考相位的关系确定磁芯的位移方向。

同样的方法，相位灵敏测器的输出与位移成线形比例关系，由于应用两个记数线路，非线性部分被除去。

双簧片式三向电感测头图二双簧片式三向电感测头无摩擦无间隙。

测头在三个方向上都有传感器，可作扫描或数控自动检测的自动化测头。

双簧片式电感测头的结构形式较多。

图是其中种结构，由三部分组成是感受部分，它由传感器组成，当发生位移时，各向传感器发出各自的信号二是测力机构，采用电磁式测力机构，当测量向个方向运动时，为了预加测力，电磁测力机构向接触力方向产生磁测力，同时给测头个预偏量，当触头与工件接触时，即腿压测头直至过零发信这过程完成后，电磁力有按新的测量要求施加到它向，如果个坐标紧锁时，则那个坐标的电磁力应释放开三是零位锁紧机构，三向测头的三个方向不是同时工作的，往往需要锁紧向或两向，锁紧机构用电磁铁操纵，需要紧锁时，将线圈的电流断开，则衔铁被块永久磁铁吸向上运动，衔铁可饶片簧转动而使圆锥销插入小座的孔内，从而将此向锁紧在零位上，需要打开锁紧时，将线圈通入电流，由电磁力克服永久磁力，将锥销从小孔中拔出而成自由状态。

向测座用弹簧吊挂，可用手轮调整，销子是为了防止螺母转动并可在螺母外圆槽内滑动。

测头座上装有个探头，可方便地对工件进行测量。

该测头的电感传感器的重复精度为.，测头总的重复精度为.。

图双簧片式电感测头第章经济技术性分析随着控制技术的发展，对伺服系统的性能不断提出了苛刻的要求。

近年来，数字技术的发展，将计算机与伺服控制系统相结合，使计算机成为伺服系统中的个环节已成为现实。

在直流伺服系统中利用计算机来完成系统的校正，改变系统增益宽带完成系统管理监控等任务，使系统向智能化的方向发展。

本设计中应用的等芯片是目前市场上比较成熟的产品应用比较广泛的产品，由它们组成的伺服系统具有体积小，结构简单，操作简便，可靠性高等优点，发展前景看好。

目前，三坐标测量机的市场需求大产品种类多。

各厂家为满足用户需要，赢得量好信誉，不断推出精度高性能好使用方便易于操作又可满足用户些特殊检测任务的测量机。

尤其是软件开发越来越快，测量机自动化程度越来越高，市场竞争日趋激烈。

但从坐标测量机的使用角度上看，如何选用适合的测量机以满足检测要求，又能达到最佳的性能价格比，并产生较高的经济效益，是广大用户关心的重要课题。

下面介绍三坐标测量机的选用原则。

合理的测量精度坐标测量机是检测工件尺寸与形位误差的仪器，首要的是精度指标应满足用户要求。

选用时，般可根据被测工件要求的检测精度与测量机给定的测量不确定度相对比，看测量机精度是否符合要求。

精度比对不是个简单的比较过程。

测量机的技术规范中般只给出单轴测长和空间测长的两个不确定度公式及重复精度值。

但在具体测件时需要将被测参数的测量不确定度限制在定范围内。

般测量时，要测量很多测点。

在形位测量时，更有大量测点参与并带来测量误差，精确计算是很难的。

因此从经验出发，在般测量中，测量不确定度应为被测工件尺寸公差带的。

例如被测箱体上二孔的孔距为，公差带为，则所选用的测量机在长度上的测量不确定度应不大于。

对于精密测量及复杂的形位测量要求还高，般应为被测尺寸公差带的。

重要的是重复精度必须满足要求，因为系统误差还可以通过定方法补偿，而重复精度应由测量机本身保证。

总之，用户应选用精度包括重复精度高些的测量机。

这不仅由于测量复杂件时，测点可能带入的误差比预想的要大由于测头测杆变化或加长会引入更大的误差，而且测量机的精度会随使用次数增多而有所下降。

二合乎要求的测量范围测量范围的选择时选择测量机时的最基本参数。

因为在测量范围内才能获得精确的测量值，超出了范围，测量就难于进行。

选择测量范围时，应考虑以下几个方面。

工件的所需测量的部分，不定是整个工件。

如要测的部分集中在工件的个局部，除了测量机的测量范围能覆盖被测参数之外，还要考虑整个工件能在测量机上安置，要求工件重量对测量精度不带来显著影响。

为了把工件放入测量机中，应根据工件大小选择测量机。

轴与向空间高度的关系。

轴行程是轴的测量范围，而向空间高度是工件能放得下的高度。

接长杆的问题。

有的测头上有星形探针，这些探针在测量时往往要求超出工件的被测部分。

般工件尺寸为时，要求测量范围，为探针的长度。

因此测量范围等于工件被测的最大尺寸再加上两倍的探针长度。

三合适的测量机类型测量机按自动化程度分为手动或机动与自控两大类。

选用时，应根据检测对象的批量大小自动化程度操作人员技术水平及资金投入大小去权衡。

当然测量机水平高测速快，但测量的准备时间长技术要求高资金投入大。

故应从经济效益的角度进行比较判定。

般说，对于中等尺寸的工件，多采用移动桥式对于小型工件，多采用悬臂式仪器台式与移动桥式等对于大型工件，则多采用龙门式对于需回转测量的工件，可选用带分度台的测量机。

四丰富的测量软件对复杂的测量对象进行测量，测量机应有丰富的测量软件支持，以完成测量任务。

如缺少些软件，可根据被测对象向生产厂家索取。

如果厂方提供了编程方法多数厂家不提供，也可自行开发。

测量机运行速度与采样速度既是测量机效率高低的重要指标，又与自动化生产的要求密切相关。

用于生产线或柔性加工线上的测量机，检测的时间必须满足生产节拍的要求。

六功能齐全的测量头测量头是测量机上重要的传感器件。

它不仅直接影响测量精度，而且是决定测量机功能和测量效率的重要因素七满意的经济效益作为检测仪器，测量机的经济效益是投资购买的项重要指标。

虽然它不像生产机床那样便于计算，也不如机床那样可以较快地收回成本并创造效益，但作为保证生产质量的手段和环节，检测仪器有着特殊的重要性。

测量机的使用费用，主要取决于测量机的折旧费检测人员的工资测量所用的时间及辅助材料和设备等杂费，即测量总费用测量机效益的关键在于使用时间。

因此在考虑测量机资金的投入时，关键在于了解它的使用效率。

如果使用效率