1 概述

 

    智能关节坐标测量机又称“柔性三坐标测量臂”或“便携式三坐标测量机”（Portable CMM，或PCMM），是二十世纪八十年代末发展起来的一种三维测量手段。近年来，随着精度和稳定性的提高，关节坐标测量机的应用得到快速发展。

 

    与传统的台式、桥式和龙门式等全移动副三坐标测量机相比，智能关节坐标测量机是一种全新的技术密集、经济适用的三坐标测量设备，它采用开链全转动副结构、彻底摒弃了传统三坐标测量机的平台和导轨，使得产品重量和体积大幅度减小，产品价格将大幅度降低，使用便捷性和对使用环境的要求大为改善，轻便简捷，物美价廉。而且可使三坐标测量机走出实验室，进入车间和现场。

 

    九江精密测试技术研究所生产的ZGC型便携式坐标测量机是一种新型精密测量仪器，主要用于对产品及零部件形体几何参数测量。并广泛应用于汽车生产线、飞机维修、船舶制造、机车生产、模具制造等领域。

 

2 原理组成

 

2.1测量原理

 

    测量机由三根刚体臂、六个活动关节和一个测头组成。三根臂相互连接，其中一个为固定臂，它安装在任意基座上，以支撑测量机所有部件，另外两个活动臂可运动于空间任意位置，以适应测量需要，其中一个为中间臂，一个为末端臂并在此尾端安装测头。第一根固定臂与第二根中间臂之间、第二根与第三根末端臂之间、第三根与接触测头之间均为关节式连接，可作空间回转，而每个活动关节装有相互垂直的回转角传感器，可测量各个臂和测头在空间的位置。每个关节的回转中心和相应的活动臂构成一个极坐标系统，回转角即极角由传感器测量，而活动臂两端关节回转中心距离为极坐标的极径长度，可见该测量系统是由三个串连的极坐标系统组成，当测头与被测件接触时，测量系统可给出测头在空间的三维位置信息，测头与被测件在不同部位接触时，根据所建立的测量数学模型，由计算机给出被测参数实际值。该测量机的机械结构与机器人手臂有显而易见的相似性，因此，借助在机器人操作手中成熟运用的Denavit-Hartenberg方法建立测量机的测量模型。

 

    整个仪器主要由以下几部分构成:主机、电路、计算机、软件及附件。ZGC型智能关节坐标测量机主机主体材料采用碳纤维，该材料具有重量轻、强度高、变形小的特点，主要起支撑作用；各关节是由精密制造的回转轴系构成，每个关节安装有角度编码器；数据采集电路固定在仪器底座空间部分，完成角度编码器的信号采集并处理；数据处理模块通过USB接口与上位机软件进行通讯。采样开关完成对信号的触发。

 

3 产品规格

 

3.1 技术指标说明

 

测量范围：关节臂展开绕主轴旋转一周，测头轨迹形成圆的直径，一般用Φm表示。

 

空间精度：在测量范围内，多次测量具有标准长度检定值的标准件的长度。标准件放置在不同的位置，进行多次测量。长度精度值即为实际测量长度和理论长度值之间的标准偏差。

 

单点重复性：标准锥窝放置于设备前方,从多个方向测量标准锥窝,计算出点的偏差以及每个点到标准锥窝平均中心的标准偏差。

 

3.2 技术参数

 

测量机的各种技术参数及使用要求现归纳如下