三坐标仿真测量实训系统Direct-training

 1.系统组成

三坐标仿真测量实训系统由三坐标测量软件Direct-DMIS、三坐标仿真设备Direct-VCMM、以及三坐标仿真运动控制器Direct-VMC组成。应用部署灵活、方便、且经济可行，操作与学习方便、简单、安全。

2.系统简介

“实训”即职业技能实际训练“。面向工程应用的三坐标仿真测量实训系统”是按照精密几何测量人才培养规律与目标开发，是国内首创的集虚拟测量机、虚拟运动控制器和精密几何测量软件集成的“三坐标测量应用能力”实训系统。它可提供“沉浸式”三坐标测量学习环境，支持对“真实”零件的检测与精度评价，使学员能在“真实”环境中掌握CMM操作与测量技能。

3.系统功能

（1）三坐标测量原理或测量操作技能教学。

两位同学合作学习，一人操作虚拟测量机，一人操作测量软件。系统支持点、线、面、圆、弧、圆柱、圆锥、球、鍵槽、曲线、曲面的测量与公差评价等常见商品化三坐标测量软件基本功能，可以满足CMM实验实训的需求。具体学习项目有：

（1）学习三坐标测量机操作

用操作手柄可以学习三坐标的联机、标定操作、测量操作、机器运动控制操作，以及学习如何将被测零件放置到工作台上，并进行预期定位等技能操作。

（2）学习配置测量传感器

根据仿真三坐标的测头配置，学习如何在三坐标测量软件Direct DMIS中配置测头、定义测头、标定测头、查看测头信息以及如何管理测头。

（3）学习手动测量“真实”零件

将有“制造偏差”的零件放置到工作台面后，可以用手柄移动仿真测量机测量零件上的点、边、面、圆、弧、圆柱、圆锥、球、键槽、曲线、曲面以及组合面的几何尺寸与形位公差，以及可以学习如何建立零件坐标系、定义输出格式和输出报告形式，完整掌握手动测量的相关操作技能。

（4）学习自动测量“真实”零件

根据手动测量训练中完成的“零件与模型”对准工程及信息，采用手动、程序、自动三种模式进行自动测量，可以实现对点、边、圆、弧、圆柱、球、曲线、曲面（支持理论曲线、曲面由CAD模型创立的情况）等元素的自动测量，学习如何对自动测量结果进行公差评价，掌握如何对“批量零件”进行一一快速检测。

（5）学习公差评价

学习对已测量的元素进行公差评价，其中包括尺寸公差、距离公差、角度公差、平行度公差、垂直度公差、倾斜度公差、形状公差、坐标公差、跳动公差、全跳动公差、位置度公差等，支持独立原则、包容原则、大的实体原则以及小的实体原则等公差原则。

（6）学习输出测量报告

学习如何查看某个被测元素的尺寸数据，定义图形标签格式，定义文本输出格式，掌握报告的查看、输出（pdf格式、Excel格式）、以及打印等功能。

（7）学习DMIS标准

学习如何在“机器学习”状况开启的情况下，进行脱机测量或在线联机测量，掌握如何查看系统录制的DMIS程序以及相关信息；能够用执行DMIS、单步运行DMIS、块内循环执行DMIS、运行至当前命令、急停等常用操作，通过重复播放功能来实现联机自动测量。

（8）学习I++标准

解决测量软件与运动控制器间兼容性问题的技术是I++规范，通过使用系统，可以了I++命令的格式，以及软件与运动控制器、运动控制器与测量机之间的通信和应答方式，同时学习坐标数据和事件响应的处理与分发等方面的知识。

（9） “实训系统”可以几何测量软件开发提供测试平台

从事精密几何软件开发的高校、研究所，可以通过仿真三坐标测量机与仿真运动控制器，实现一个较为完整的“硬件测量系统”，对正在开发的几何测量软件进行功能和性能测试。

 4 系统性能与特色

（ 1） 部署方便、经济可行

方法一：软件安装在一台计算机上，两个显示器（一台显示仿真三坐标机器，另一台显示测量软件）。显示器可以采用普通电脑显示器，也可以配置大规格的液晶电视机，提高仿真测量机的显示效果。

方法二：仿真三坐标机器程序安装在一台计算机上，测量软件安装在另一台计算机上，两台计算机在局域网内联网。

（2）逼真的测量过程仿真

实训系统开发了一套“高仿运动控制器”，实现了基于I++的仿真运动控制器功能。测量传感器接触到“真实”零件后，会自动回退；如果测量软件与仿真测量机联机情况下，系统将测量点坐标按照I++标准格式发送至测量软件；测量过程完全模仿真实测量过程。测量软件离线编制的DMIS程序，可以在“联机”情况下，对有“制造误差”的零件进行自动测量。

（3）系统可测量有“制造误差”的真实零件

教师可根据需要，在CAD软件中修改“零件”实际尺寸，产生“制造”误差，然后发布作业。

三坐标测量软件Direct-DMIS

软件界面

采用标准的Windows界面设计风格，支持鼠标拖拽操作、右键菜单、鼠标缩放等操作，同时配合快捷键的使用，可以极大地方便用户对CAD模型的操作、视图的管理、以及几何元素的创建、测量、误差评价。

基本功能

通用三坐标测量软件DirectDMIS采用了先进的计算机软件设计技术，可以很好地兼容Windows各个版本，支持基于COM组件技术的“即插即用”式模块集成、功能升级以及程序维护；系统底层支持多种三维几何引擎和显示组件，可以为用户定制各类基于坐标测量的软件系统和功能模块。软件支持手动和自动两类测量机，其中，自动测量机的运动控制器需要支持I++规范。软件主要功能如下。

·几何测量：支持常见的点、线、面、圆、圆柱、键槽、球的多种几何元素测量；

·几何构造：可以构造多种形式的空间点、线、面元素及其组合；

·误差补偿：提供测头补偿、温度补偿措施等；

·坐标系管理：支持3-2-1、两点偏移、三点偏移、六点拟合、极佳拟合等构造方法；

·CAD模型管理：支持IGES, STEP, VDA, STL等通用格式，并支持UG, PRO/E, ACIS, PARASOLID, OPEN CASCADE等其他格式的CAD模型。

·DMIS程序：支持基于图符的DMIS程序录制、播放、编辑、解析、保存等功能；

·机器管理：可载入常用三维模型为CMM模型，支持HSF、SETP等多种三维CAD格式，可以为用户定制机器模型；

·通讯协议：支持基于I++的通用协议、以及基于DDE/WinSock等形式的用户自定义协议。

·测头管理：支持Renishaw测头、以及用户自定义的测头模型；

·视图管理：支持CMM测量模型的各种形式的浏览与查看，如线框、透明、实体等；

·测量报告：支持图形与文字的测量报告及其输出为EXCEL文件、打印等功能；

·其他功能：支持离线编程、碰撞干涉检查等功能。扩展功能

·支持多测量系统测量的联合测量；

·支持SPC统计分析；

·支持用户个性化测量功能定制开发。