Построение системы координат детали (3-2-1 Alignment) и привязка CAD-модели в PC-DMIS

В программе подготовки операторов КИМ нашего ведущего эксперта-метролога (стаж работы с КИМ более 15 лет) разделы №6 («Построение систем координат детали») и №9 («Работа с моделями CAD») занимают центральное место. Именно некорректное базирование детали приводит к тому, что исправная КИМ с погрешностью 1.5 мкм начинает показывать ложные отклонения в десятки микрон.

1. Переход из системы координат машины (MCS) в систему координат детали (PCS)

До начала базирования все перемещения портала отсчитываются от абсолютного нуля оптических линеек КИМ (Machine Coordinate System — MCS). Поскольку деталь устанавливается на гранитный стол с неизбежным угловым разворотом, прямое измерение координат без построения СК детали (Part Coordinate System — PCS) приведёт к косинусной погрешности и неверной проекции векторов касания щупа.

2. Классический алгоритм построения СК детали (3-2-1) в PC-DMIS

• Шаг 1. Построение первой оси (Нивелирование / Level): измерение базовой плоскости (минимум 3–4 разнесенные точки) и выравнивание пространственной оси (например, ZPLUS). Это лишает деталь двух вращательных степеней свободы.
• Шаг 2. Построение второй оси (Поворот / Rotate): измерение базовой прямой или оси пары отверстий и разворот координатной сетки в плоскости стола (например, XPLUS вокруг ZPLUS). Лишает деталь третьей вращательной степени свободы.
• Шаг 3. Построение начала координат последовательно по трем осям (Origin X, Y, Z): привязка нуля координат к базовым поверхностям или центру базового отверстия.
• Шаг 4. Обязательное чистовое DCC-базирование: после ручного привязочного базирования (Manual Alignment) программа в PC-DMIS должна автоматически перемерить базы в режиме ЧПУ (DCC Alignment) с постоянной скоростью и усилием касания.

3. Привязка системы координат детали к 3D-модели CAD (Раздел 9 программы курса)

При импорте файлов STEP или IGES в PC-DMIS конструкторская система координат модели часто находится в центре сборочного узла (например, на оси коленвала или фланца коробки передач), а не на измеряемой детали. На практических занятиях курса операторы отрабатывают:

• Управление видами, аксонометрическими проекциями, масштабированием и сечениями CAD-модели.
• Синхронизацию измеренной СК детали с системой координат CAD-модели (функция CAD=Part и трансформации).
• Измерение элементов непосредственно по граням 3D-модели с автоматическим считыванием номиналов и нормальных векторов поверхности.
• Сравнение измеренных размеров и отклонений формы с моделью CAD и вывод наглядного протокола.