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RationalDMIS 3-2-1建立零件坐标系

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建立坐标系的目的(原因)


(1)产品固定到三坐标上,不能保证产品基准的方向与三坐标坐标轴的方向完全一致;


(2)涉及到坐标轴方向的距离无法求取;


(3)二维的几何公差GD&T(即形位公差)无法求取,比如位置度;


(4)点的矢量方向不正确,导致半径补偿不对;


(5)产品上所有的孔(和柱)都是空间圆,测量每个圆都需要选择合适和工作平面(投影平面);


(6)产品位置无法确定,不能使用程序自动测量,否则需要产品每次固定位置完全一致。


    综上所述,测量前需要在产品上建立坐标系,也就是根据产品基准建立一个工件坐标系,这个坐标系习惯称为工件坐标系。


    三坐标本身自带了一个坐标系,这个坐标系由3条光栅尺(即刻度尺)决定,习惯称为机器坐标系。


图纸基准说明:


(1)图纸上标注ABC基准,A基准找正,B基准平面旋转,C基准原点指定。


(2)需要根据ABC基准的重要性来决定建立坐标系的步骤比如:B基准最重要,A基准次之,C基准再次之。这时操作如下:B基准找正,A基准平面旋转,C基准原点指定。


3)图纸上没有标注ABC基准,而是其他基准字母,比如基准ZEF这时最重要的基准空间整列,次之重要的基准平面旋转,再次之重要的基准原点指定。


(4)情况四--图纸上没有标注任何基准根据要素的重要性建立坐标系:比如比较大的平面和精加工的孔,也可根据垂直度和平行度来判断。





       在测量过程中,我们往往需要利用零件的基准建立坐标系来评价公差、进行辅助测量、指定零件位置等,这个坐标系称为一零件坐标系11建立零件坐标系要根据零件图纸指定的A,B、C基准的顺序指定第一轴、第二轴和坐标零点零件坐标系的使用非常灵活、方便,可以为我们提供很多方便,甚至可以利用零件坐标系生成我们测不到的元素。


3-2-1法建立坐标系


      所谓3-2-1法基本原理是测取3点确定平面,取其法向矢量作为第一轴向;测取2点确定直线,通过直线方向(起始点指向终止点)作为第二轴向;最后测取一点,根据测量的面、线、点最终确定坐标系零点。在空间直角坐标系中,任意零件均有六个自由度,即分别绕X、Y、Z轴旋转和分别沿X、Y、Z轴平移。






三坐标的两种坐标系


(1)机器坐标系这是机器自带的坐标系,由3条相互垂直的光栅尺决定。

英文简称MCS,全称Machine Coordinate System。



(2)工件坐标系这是根据产品图纸上的基准建立的,由产品基准决定。

英文简称PCS,全称Parts Coordinate System。



     坐标系有六种变化方式,分别是XYZ轴的移动和XYZ轴的旋转。通过这六种方式理论上可以建立一个测量坐标系。


    但实际上是很难操作的,因为我们不知道确切的数值。沿X轴移动500mm,500.1mm,还是500.162mm?


     因为三坐标是精确到微米级的高精密仪器,不能估量着操作。所以这六种方式只能定性分析,不能定量研究,下面是建立坐标系的步骤。这六种方式可以看出坐标系限定了空间的六个自由度。



(1)找正


      找正空间第一轴


   在平面上配置3个位置固定点,限制2个旋转运动和1个线性运动旋转。






(2)旋转

     

       旋转平面第二轴

      

      在已限制的平面侧面配置2个位置固定点,限制还没有进行约束的1个旋转运动和1个线性运动。



(3)平移(原点)


   在还没有限制的线型运动方向上配置1个位置固定点,限制剩下的1个线性运动,这样空间上的运动完全被限制。




建立坐标系的注意事项及过程:


1、保证测量中生成正确的理论点


2、保证评价中使用正确的理论尺寸


建立坐标系的作用:


确保工件的位置在机器坐标系中唯一确认,也就是限制工件的六个自由度.


坐标系的精度分析


两次建坐标系提高测量重复性:


    为了提高测量效率,对于用夹具装夹且经常测量的工件,我们通常手动建立外部坐标系后,上来就执行程序,实现自动测量。在这种情况下,通常两次精建坐标系来提高测量的重复性。


第一:粗建坐标系(建立手动坐标系)


    工件夹具做好,在机器上设计好了测量位置后,进行首件编程。此时手动坐标系的作用是保障工件动过之后程序可以继续使用.


第二:精建坐标系


  此次精建坐标系是为接下来的测量做准备,要求所建立的坐标系跟图纸上标注的一样。



空间找正和平面找正的区别



    空间找正是确定第一轴向,平面找正是先将元素的方向投影到和第一轴向垂直的平面,然后才确定第第二轴向。


     坐标原点就是限位,即该元素限制住了坐标系的哪个方向即确定的哪个方向的原点。




很显然,这是错误的


因此,正确把握坐标系的第一轴向和第二轴向是非常重要的.


    如果坐标系的建得有问题,对于测量程序那将是灾难性的,因为坐标系后面的元素的所有数据都是相对当前坐标系而言,坐标系错了的话,所有的元素测量和评价都是错误的.



知识点:


1.轴方向及符号(从CMM正面看时)


左—右方向标示为X轴(右侧方向为+)


前—后方向标示为Y轴(后侧方向为+)


上—下方向标示为Z轴(上侧方向为+)


2.工作平面


XY平面:X轴与Y轴形成的平面(基准轴为Z)


YZ平面:Y轴与乙轴形成的平面(基准轴为X)


X平面:Z轴与X轴形成的平面(基准轴为Y)


3.坐标系的旋转 


    旋转角度正负的判断,用右手握住旋转轴,拇指指向正轴向旋转方向顺着四指的方向为正方向,逆着四指的方向为负


4.坐标系的平移


     平移方向,顺着轴向平移为正向平移,逆着轴向平移为负向平移。


来源:山涧果子
System理论
著作权归作者所有,欢迎分享,未经许可,不得转载
首次发布时间:2025-01-02
最近编辑:2天前
山涧果子
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