精密检测技术及应用(微课版)

1. 工业和信息化部“十四五”规划教材。 2.以蔡司工业测量应用技术操作为重点。 3.将技术理论与实际操作融入典型机械零件检测项目。 4.校企双元合作共同开发教材。
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苗莹 (作者) 978-7-115-63950-9

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1. 工业和信息化部“十四五”规划教材。
2.以蔡司工业测量应用技术操作为重点。
3.将技术理论与实际操作融入典型机械零件检测项目。
4.校企双元合作共同开发教材。

内容摘要

本书引入三坐标测量、光学影像测量等先进检测技术,选取典型零件作为项目载体,以典型零件的精密检测任务为引领,以实际检测工作任务为主线,有序组织教材内容。本书分为两个模块,共有5 个项目,每个项目又由多个任务构成。项目一、项目二和项目三介绍三坐标测量技术应用,基于三坐标测量的工作流程,介绍齿轮泵体、传动轴和叶轮等典型零件的三坐标测量方法。项目四和项目五介绍光学影像测量技术应用,以垫片零件和注塑件为载体分别介绍二维影像测量方法和三维扫描测量方法。
本书可作为高职高专院校精密检测相关课程的教材,也可作为检测技术人员的技术参考资料、培训用书或自学参考书。

目录

模块一 三坐标测量技术应用
项目一 齿轮泵体零件三坐标测量 ....... 2
【教学导航】 ................................................. 2
知识目标 .................................................. 2
技能目标 .................................................. 2
素养目标 .................................................. 2
【知识储备】 ................................................. 2
一、坐标测量的基本原理 ........................ 2
二、坐标测量机的机械结构及分类 ......... 3
(一)直角坐标测量机 ......................... 4
(二)非直角坐标测量机 ...................... 6
三、操作面板 ........................................... 7
四、标准球 .............................................. 9
(一)标准球的结构 ............................. 9
(二)标准球的方位 ............................. 9
五、测头及其分类 ................................. 10
(一)坐标测量机的测头 .................... 10
(二)测头分类.................................. 10
六、探针系统 ......................................... 12
(一)测球 ........................................ 12
(二)测球和测杆的连接方式 ............. 13
(三)测杆探测.................................. 13
【检测项目描述】 ...................................... 14
任务一 测量方案规划 ............................ 14
一、分析零件图纸 ................................. 14
二、制定测量规划 ................................. 15
任务二 软硬件配置 ................................ 15
一、三坐标测量机 ................................. 15
(一)三坐标测量机的工作条件 .......... 15
(二)影响三坐标测量精度的主要
因素 ........................................ 16
(三)开机前的准备工作 .................... 16
(四)三坐标测量机的开机步骤 .......... 16
(五)三坐标测量机的关机步骤 .......... 17
二、主探针校准 ..................................... 18
(一)探针校准的目的 ....................... 18
(二)主探针校准步骤 ........................ 19
三、工作探针的安装及校准................... 22
(一)星形探针的安装 ........................ 22
(二)星形探针的校准 ........................ 23
四、零件装夹 ......................................... 25
任务三 测量程序建立及运行 ................ 26
一、新建测量程序 .................................. 26
二、导入CAD 模型 ............................... 27
三、建立工件坐标系 .............................. 29
四、建立安全平面 .................................. 31
五、编辑测量元素 .................................. 32
(一)平面1 的测量策略和评定设置 ..... 32
(二)平面2 和平面3 的测量策略和评定
设置 ......................................... 34
(三)平面4 和平面5 的测量策略和评定
设置 ......................................... 34
(四)圆柱1 的测量策略和评定设置 ..... 35
(五)圆柱2 和圆柱3 的测量策略和
评定设置 .................................. 37
六、定义特性设置 .................................. 38
(一)定义1 号尺寸距离130 的特性
设置 ......................................... 38
(二)定义2 号尺寸直径Φ25 的特性
设置 ......................................... 38
(三)定义3 号尺寸直径Φ30 的特性
设置 ......................................... 39
(四)定义4 号尺寸同轴度0.06 的特性
设置 ......................................... 40
(五)定义5 号尺寸平面度0.04 的特性
设置 ......................................... 40
(六)定义6 号尺寸平行度0.05 的特性
设置 ......................................... 40
(七)定义7 号尺寸垂直度0.1 的特性
设置 ......................................... 40
七、检查安全五项 .................................. 41
(一)检查齿轮泵体零件的安全平面..... 41
(二)检查齿轮泵体零件的安全距离..... 42
精密检测技术及应用(微课版)
| 2 |
(三)检查齿轮泵体零件的回退距离 .... 43
(四)检查齿轮泵体零件的探针系统 .... 43
(五)检查齿轮泵体零件的测针 .......... 44
八、运行测量程序 ................................. 45
【项目评价】 ............................................... 49
【拓展训练】 ............................................... 50
项目二 传动轴零件三坐标测量 .......... 51
【教学导航】 ............................................... 51
知识目标 ................................................ 51
技能目标 ................................................ 51
素养目标 ................................................ 51
【知识储备】 ............................................... 51
一、滤波类型和滤波方法 ...................... 51
二、推荐的滤波设置.............................. 52
【检测项目描述】 ...................................... 53
任务一 测量方案规划 ............................ 54
一、分析零件图纸 ................................. 54
二、制定测量规划 ................................. 54
任务二 软硬件配置 ................................ 55
一、三坐标测量机 ................................. 55
二、工作探针选型及校准 ...................... 55
三、零 件 装 夹 ................................... 59
任务三 测量程序建立及运行 ................ 59
一、导入CAD 模型 ............................... 59
二、建立工件坐标系.............................. 60
三、建立安全平面 ................................. 61
四、编辑测量元素 ................................. 62
(一)平面1 的测量策略和评定设置 .... 62
(二)平面2 的测量策略和评定设置 .... 62
(三)圆柱1 的测量策略和评定设置 .... 63
(四)圆柱3 的测量策略和评定设置 .... 64
(五)圆柱2 的测量策略和评定设置 .... 67
(六)阶梯圆柱的构造 ....................... 68
(七)对称平面的构造 ....................... 70
五、定义特性设置 ................................. 71
(一)定义1 号尺寸直径Φ130 的特性
设置 ........................................ 71
(二)定义2 号尺寸圆柱度0.008 的特性
设置 ........................................ 71
(三)定义3 号尺寸径向跳动0.012 的
特性设置 .................................. 71
(四)定义4 号尺寸直径Φ30 的特性
设置 ........................................ 71
(五)定义5 号尺寸圆柱度0.008 的特性
设置 ......................................... 72
(六)定义6 号尺寸径向跳动0.012 的
特性设置 .................................. 72
(七)定义7 号尺寸径向全跳动0.025 的
特性设置 .................................. 72
(八)定义8 号尺寸对称0.025 的特性
设置 ......................................... 72
(九)定义9 号尺寸对称0.025 的特性
设置 ......................................... 72
六、检查安全五项 .................................. 73
(一)检查传动轴零件的安全平面 ....... 73
(二)检查传动轴零件的安全距离 ....... 74
(三)检查传动轴零件的回退距离 ....... 75
(四)检查传动轴零件的探针系统 ....... 75
(五)检查传动轴零件的测针 .............. 76
七、运行测量程序 .................................. 76
【项目评价】 ............................................... 79
【拓展训练】 ............................................... 80
项目三 叶轮零件三坐标测量 ............... 81
【教学导航】 ............................................... 81
知识目标 ................................................. 81
技能目标 ................................................. 81
素养目标 ................................................. 81
【知识储备】 ............................................... 81
一、曲线轮廓度与线轮廓度的计算方法 .... 81
二、最佳拟合 ......................................... 82
三、曲线轮廓度与线轮廓度的实际数值
计算 ................................................. 83
【检测项目描述】 ....................................... 85
任务一 测量方案规划 ............................ 85
一、分析零件图纸 .................................. 85
二、制定测量规划 .................................. 86
任务二 软硬件配置 ................................. 86
一、三坐标测量机 .................................. 86
二、工作探针选型及校准 ...................... 86
三、零件装夹 ......................................... 88
任务三 测量程序建立及运行 ................ 88
一、导入CAD 模型................................ 88
二、建立工件坐标系 .............................. 89
三、建立安全平面 .................................. 90
四、编辑测量元素 .................................. 91
(一)平面1 的测量策略和评定设置 ...... 91
目录
| 3 |
(二)圆1 的测量策略和评定设置....... 93
(三)创建3D 曲线 ............................ 93
(四)创建自由曲面 ........................... 97
五、定义特性设置 ............................... 102
(一)定义线轮廓度特性设置 ........... 102
(二)定义面轮廓度特性设置 ........... 102
六、检查安全五项 ............................... 104
(一)检查叶轮零件的安全平面 ........ 104
(二)检查叶轮零件的安全距离 ........ 105
(三)检查叶轮零件的回退距离 ........ 106
(四)检查叶轮零件的探针系统 ........ 106
(五)检查叶轮零件的测针 ............... 107
七、运行测量程序 ................................ 108
【项目评价】 ............................................. 111
【拓展训练】 ............................................. 112
模块二 光学影像测量技术应用
项目四 垫片零件二维影像测量 ........ 114
【教学导航】 ............................................. 114
知识目标 .............................................. 114
技能目标 .............................................. 114
素养目标 .............................................. 114
【知识储备】 ............................................. 114
一、光学影像仪的分类 ........................ 114
二、光学影像仪的工作原理 ................ 115
【检测项目描述】 .................................... 116
任务一 测量方案规划 .......................... 116
任务二 软硬件配置 .............................. 117
一、复合式影像测量仪 ........................ 117
二、光学探头设置 ............................... 117
三、零件装夹 ....................................... 118
任务三 测量程序建立及运行 ............. 119
一、建立工件坐标系 ........................... 119
(一)新建测量程序 ......................... 119
(二)创建自动聚焦点 ..................... 119
(三)创建两个Φ5 圆孔对应的元素 .... 120
(四)创建两个Φ5 圆孔的圆心连线 .... 121
(五)创建0.05
48.30 圆孔对应的元素 ... 122
(六)创建基础坐标系 ..................... 125
二、建立安全平面 ............................... 125
三、创建测量元素 ............................... 125
(一)创建0
0..05 84 外圆对应的元素 ... 125
(二)创建4 × Φ4 圆孔对应的元素 ... 126
(三)创建137°± 0.3°角度对应的2 个
直线元素................................ 128
四、定义特性设置 ............................... 129
(一)定义1 号尺寸直径Φ84 的特性
设置 ...................................... 129
(二)定义2 号尺寸距离40 的特性
设置 ...................................... 129
(三)定义3 号尺寸直径Φ48.3 的特性
设置 ....................................... 130
(四)定义4 号尺寸角度137°的特性
设置 ....................................... 130
(五)定义5 号尺寸圆心距离50 的特性
设置 ....................................... 130
(六)定义6 号尺寸圆心距离74 的特性
设置 ....................................... 130
五、运行测量程序 ................................ 131
(一)建立初定位坐标系 .................. 131
(二)启动测量并输出报告 ............... 131
【项目评价】 ............................................. 135
【拓展训练】 ............................................. 135
项目五 注塑件三维扫描测量 ............. 136
【教学导航】 ............................................. 136
知识目标 ............................................... 136
技能目标 ............................................... 136
素养目标 ............................................... 136
【知识储备】 ............................................. 136
一、蓝光三维扫描成像原理................. 136
二、蓝光三维扫描主要特点................. 137
【检测项目描述】 ..................................... 137
任务一 三维扫描设备的操作 .............. 137
一、设备组装 ....................................... 137
二、设备标定 ....................................... 138
三、注塑件扫描 ................................... 142
(一)扫描参数设置 ......................... 142
(二)注塑件正面扫描 ...................... 146
(三)注塑件反面扫描 ...................... 147
(四)正反面拼接并输出STL ............ 147
任务二 三维扫描软件的使用 .............. 149
一、各种选择功能项的三维工具 ......... 149
精密检测技术及应用(微课版)
| 4 |
二、简单检测工作流程 ........................ 152
(一)导入模型并预对齐 .................. 152
(二)彩图偏差比较 ......................... 152
(三)彩图偏差标注 ......................... 154
(四)截面偏差标注 ......................... 154
三、局部最佳拟合对齐 ........................ 156
四、构造元素和测量原理 .................... 158
(一)点的测量原理 ......................... 158
(二)标准几何形状的测量原理 ........ 159
五、检测计划流程 ............................... 163
(一)导入模型并预对齐 .................. 163
(二)检测圆柱直径 ......................... 163
(三)检测长度 ................................ 164
(四)检测圆柱之间的距离 ............... 165
(五)检测圆心距 ............................. 166
(六)检测平行度 ............................. 166
六、由几何元素对齐和RPS 对齐 ........ 167
(一)由几何元素对齐 ...................... 167
(二)RPS 对齐 ................................ 169
【项目评价】 ............................................. 171
【拓展训练】 ............................................. 171

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作者介绍

苗盈,2017年至今无锡职业技术学院机械技术学院专任教师,主要研究方向为机械检测技术。主讲《零件尺寸测量》获2017年全国职业院校信息化教学大赛高职组一等奖;主讲《零件尺寸测量-仪器选择》获江苏省高校微课教学比赛一等奖;参与“数控编程及零件加工”课程建设,入选2021年教育部课程思政示范课程、教学名师和团队。第一主编《UG NX 6 三维造型技术教程》,ISBN:9787302210900,清华大学出版社,2010年出版。

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