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
（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
（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00..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
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