唐睿琳 林新星 趙輝

摘? 要：本文闡述了如何在使用三坐標機測量過程中用不同方法對安全點（CLP）進行編程設(shè)置及使用，以便于三坐標測量機在測量過程中建立自動化安全路徑，從而在測量批量大或結(jié)構(gòu)復(fù)雜的產(chǎn)品時充分滿足測量路線安全，從而有效提高三坐標測量機自動化程度，縮短測量時間提高工作效率。同時通過對不同被測元素安全點（CLP）的建立方法的不同選擇，可以有效使被測元素的數(shù)據(jù)采集點始終在其法向矢量方向，這樣可以有效保證采集數(shù)據(jù)的準真，便于對產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行分析，對產(chǎn)品質(zhì)量進行改進。

關(guān)鍵詞：安全點? 三坐標? 路徑? 測量程序

中圖分類號：TH71? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號：1674-098X（2020）08（a）-0086-03

Abstract： This paper describes how to program and use the safety points in the measurement process using CMM， so as to establish the automatic safety path in the measurement process， so as to fully meet the three principles of safety of measuring route， thus effectively improve the degree of automation of CMM， shorten measuring time and improve working efficiency. At the same time， the data acquisition points of the measured elements can always be in the normal vector direction through the different selection of the methods for establishing the security points of the different measured elements， which can effectively guarantee the accuracy of the collected data， facilitate the analysis of the product data and improve the product quality.

Key Words： Safety; CMM; Path; Measurement routine

三坐標測量機在測量中為了能使測量程序自動完整的運行，保證測量過程的安全除了設(shè)置測量點外，還要設(shè)置必要的安全點（CLP點），只有將安全點合理地設(shè)置組合成安全路徑才能極大地縮短測量時間，保證測量過程的通暢和測量安全，因此安全點的科學(xué)設(shè)置是三坐標測量的一項重要工作，安全點的設(shè)置是自動化測量的重要組成部分。

1? 安全點的意義及特點

安全點（CLP點）是三坐標在測量過程中組成安全有效路徑的基本單位，為了測量過程自動高效運行，保護儀器不被碰撞而對工件外型情況進行不接觸采點。如圖1所示。

點是測量點。其中安全點在X方向包涵兩個。從圖中還可以了解安全點（CLP）的特點：只測量，不計算也不評價。此兩個安全點可以在儀器X方向自動形成安全路徑，用以保證批量檢測時三坐標儀器可以自動安全高效測量。

2? 安全點的設(shè)置方法

在QUINDOS7軟件中，生成測量元素的理論點時，都有一個安全距離設(shè)置的選項，但是這種情況下生成的安全點（CLP）是在測量元素的法向方向，存在一定的局限性，對于我廠生成的各種工件如：構(gòu)架、機體、曲軸、凸輪軸等，其形狀復(fù)雜難以通過這種方式滿足測量要求。本文主要討論在測量元素的其他方向和測量路徑中加入安全點（CLP）的幾種方式。

2.1 通過命令MEPNT生成安全點

其語句形式為MEPNT（NAM=MA-PNT，CSY=CMMA$CSY）該語句意思是點測量，但可以將測量界面時在模式（MOD）中只選“測量”，其他不勾選，進入測量界面后在安全的位置點點擊操作面板上的“CLP”鍵來完成安全點的設(shè)置。完成后將該程序自動運行一遍后，此安全路徑被自動記錄并運行，這種設(shè)置方法適用于外型復(fù)雜工件和小工件。其優(yōu)點是設(shè)置過程方便直觀，設(shè)置方法簡單易學(xué)，設(shè)置時容易找到最短有效距離。而缺點是如果在自動測量過程完成后對某被測要素進行重復(fù)測量時要對該被測元素的安全點進行重新確認，以保證測量安全。

2.2 通過命令MOVCMM生成安全點

其語句形式為MOVCMM（TYP=DLT， DST=（0，0，100）該命令是在元素外插入安全點，三個數(shù)值分別代表（X，Y，Z）坐標其主要分兩類情況：第一種是絕對坐標（ABS）方式，即相對于當前坐標系的原點移動到絕對坐標值處;第二種是相對坐標（DLT）方式，即相對于當前測頭而言往坐標系的某個方向移動一定距離。這種安全點的設(shè)置方法適用于大型工件外形規(guī)則，而且在設(shè)置應(yīng)注意時使用絕對坐標還是相對坐標，如果坐標方式選擇不當對坐標測量機來說結(jié)果將是災(zāi)難性的。如圖2所示：從圖中可以看出第一種安全點選擇方式是相對于坐標原點而言，它的回退方向是斜向;第二種方式是相對測頭而言它的回退方向是垂直于測量方向，我們通常采用第二種方式。這種安全點的設(shè)定方法，其優(yōu)點是在大型規(guī)則產(chǎn)品測量時各組探針走位清楚，尤其在測量對稱元素時可以節(jié)省大量編程時間，而且可重復(fù)測量單一被測元素，不用擔(dān)心安全路徑是否安全。但缺點是在編程時一定要牢記坐標系位置，安全點一旦設(shè)定，在以后的測量過程中不要改變產(chǎn)品坐標系的建立方法，否則將帶來災(zāi)難性后果。

2.3 通過命令MECOL生成安全點

其語句形式為MECOL（NAM=CLP-XCSY=CSY（2）），該方法與第一種方法近似這種測量方式也是只測量、不計算、不評價，這種方法比較適合手動測量時使用其對話窗口。

2.4 使用星形探針時的安全點設(shè)置

星形探針在使用時安全點設(shè)置方式和其他方法有所不同，它的設(shè)置和使用如圖3所示。

該方法主要適合用在自回轉(zhuǎn)中心的產(chǎn)品上，比如柴油機缸套、水套、車軸、等深孔或長圓柱體。其使用時可先確定產(chǎn)品一個坐標軸其他坐標軸可以自定義機床坐標系因為要用至少四根探針對同一被測元素所以在每個探針轉(zhuǎn)換時要設(shè)定安全點和安全距離。圖3是人機對話框在圖中：第一個距離，為起始點和終止點的安全距離，即探針距離第一個探測點和最后一個探測點的垂直距離，此點只采點不評價;第二個距離，是測頭沒有更換時每個（CLP）點距離測量點的安全距離。第三個距離是更換探針時每個（CLP）點距離測量點（數(shù)據(jù)點）的安全距離。用這種方法設(shè)置安全點時需要注意，當測量內(nèi)尺寸，如內(nèi)圓、內(nèi)圓柱時，應(yīng)該把安全距離設(shè)置為負值，當測量外尺寸，如外圓、外圓柱和球時，應(yīng)該把安全距離設(shè)置為正值。第四，探針選擇窗口。示例：以280缸套為例，缸套是深孔薄壁件，長620mm孔徑280mm

在測量時編程如下：

STARPRC（校驗星型探針）

BLDCSY（建立坐標系）

AUTOELE（自動測量被測元素）

GENCYL（缸套深孔生成）（NAM=CYL_A，X=0，Y=0，Z=-40，DIA=280，NPT=32.......）

GENCLP（星型探針安全點）（NAM=CYL_A，DIS=（-5-5-10）PRB=（11，12，13....18））該語句中因為使用了8根探針因此要在PRB中設(shè)定，由于缸套是內(nèi)孔所以安全距離（DIS）要設(shè)置為負號。

MECYL（測量生成圓柱）此方法特別適用星型探針測量，在測量缸套等深孔產(chǎn)品時可大幅提高檢測效率，節(jié)約檢測成本。但該方法只適用于自回轉(zhuǎn)中心產(chǎn)品，使用范圍不廣泛。

在測量程序中加入安全點，測量復(fù)雜大型產(chǎn)品時，由于產(chǎn)品結(jié)構(gòu)狹小，探針在測量時為了不干涉測量點往往會在生成元素（GEN）程序后，將此程序屏蔽，然后打開測量元素（ME）程序在測量程序中直接加入安全點。此安全點設(shè)置時是將產(chǎn)品在空間位置確定后在其X，Y，Z坐標上輸入適當距離，使其空行程距離最短，又能保證儀器的順利測量，同時保證自動化測量的安全和準真，此方法是測量中常用方法適用于各種測量程序但用該方法時應(yīng)注意：第一應(yīng)將生成元素（GEN）程序屏蔽，如果不屏蔽的話將無法在測量程序中加入安全點。第二加入安全點后應(yīng)選擇慢速自動運行一遍，以確定安全點是否真的安全。示例：

GENCIR（生成圓）（NAM=CIR_1，X=0，Y=0，Z=10，DIA=360，NPT=8......）按回車鍵生成

然后在MECIR（測量圓）中打開子目錄，在人機對話框中（X，=...Y=...Z=...）直接修改坐標以期達到最佳測量狀態(tài)，試行一遍后，再回到GENCIR（生成圓）輸入一個嘆號變成（！GENCIR）這樣安全點就在程序里被記錄，在測量過程中不會產(chǎn)生不良影響。以上五種方法是三坐標自動測量時常用的安全點設(shè)置方式，在實際測量過程中要合理選擇，使其測量過程安全快捷，測量結(jié)果準真有效。

3? 結(jié)語

安全點（CLP）其設(shè)定方式多種，除了以上方法，還有回退距離設(shè)置法、搜索距離法等特殊方式，但安全點的使用和設(shè)置是三坐標測量系統(tǒng)建立安全路徑的重要環(huán)節(jié)，它的正確與否將直接影響自動測量的安全性和檢測效率，所以我們應(yīng)該熟悉安全點的設(shè)置方式和適用范圍，根據(jù)產(chǎn)品特性因地制宜建立安全路徑，保證測量工作的順利進行。

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