坐標(biāo)測量技術(shù) 原書第2版
定 價(jià):128 元
叢書名:國際制造業(yè)先進(jìn)技術(shù)譯叢
隨著我國制造業(yè)的轉(zhuǎn)型升級和智能制造的發(fā)展,測量技術(shù)的作用越來越重要。本書由德國埃爾蘭根-紐倫堡大學(xué)阿爾伯特·韋克曼(Albert Weckenmann)教授等專家著寫而成,書中詳細(xì)介紹了坐標(biāo)測量技術(shù),包括測量任務(wù),測量原則和設(shè)備技術(shù),用于坐標(biāo)測量的傳感器,先進(jìn)儀器儀表工程學(xué)基礎(chǔ),由設(shè)計(jì)圖經(jīng)檢驗(yàn)計(jì)劃再到檢測計(jì)劃,由檢測計(jì)劃經(jīng)編程、執(zhí)行和評定直至測量結(jié)果表示,特殊的測量任務(wù),測量不確定度和測量值的可回溯性,測量經(jīng)濟(jì)性,以及測量培訓(xùn)等內(nèi)容。本書既可作為坐標(biāo)測量技術(shù)的綜合性入門專業(yè)書和參考書,也可作為坐標(biāo)測量等相關(guān)專業(yè)的教材和參考書。
目錄譯者序序作者簡介第1章緒論11.1加工測量技術(shù)的目的與測量對象11.2工件的幾何形狀51.3對形狀測量和檢驗(yàn)的分類61.4長度、角度的單位及回溯81.5生產(chǎn)用測量機(jī)和輔助設(shè)備91.6坐標(biāo)測量技術(shù)和坐標(biāo)測量機(jī)101.7多傳感器測量機(jī)131.8發(fā)展歷史15參考文獻(xiàn)17第2章測量任務(wù)192.1測量的目的192.2幾何特征的規(guī)范192.2.1公稱幾何體的表現(xiàn)形式192.2.2 國際公差原則中的獨(dú)立原則202.2.3線性尺寸212.2.4幾何公差公差帶232.2.5形狀公差252.2.6基準(zhǔn)和基準(zhǔn)體系262.2.7位置公差292.3互換性驗(yàn)證302.3.1分離312.3.2提取322.4濾波342.5擬合352.6產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范及檢驗(yàn)37參考文獻(xiàn)39第3章基本原則和設(shè)備技術(shù) 403.1傳統(tǒng)測量403.1.1兩點(diǎn)尺寸403.1.2三點(diǎn)尺寸413.1.3正弦臺413.1.4兩點(diǎn)距離423.1.5平面上的孔中心距423.1.6傳統(tǒng)測量技術(shù)的總結(jié)423.2坐標(biāo)測量技術(shù)的基本原理433.2.1點(diǎn)的探測和擬合計(jì)算433.2.2替代面和替代線443.2.3測點(diǎn)的小數(shù)量443.2.4探測點(diǎn)的數(shù)量463.2.5工件坐標(biāo)系的舉例463.2.6不同的擬合標(biāo)準(zhǔn)463.2.7位置偏差的定義473.2.8坐標(biāo)測量技術(shù)的體系483.2.9傳統(tǒng)測量技術(shù)與坐標(biāo)測量技術(shù)的比較51坐標(biāo)測量技術(shù)原書第2版目錄3.3設(shè)備技術(shù)533.3.1設(shè)備結(jié)構(gòu)533.3.2探針、校正、多重探針、測頭半徑的修正583.4輔助設(shè)備603.4.1換針設(shè)備603.4.2旋轉(zhuǎn)測頭座613.4.3轉(zhuǎn)臺613.4.4掃描623.4.5自動更換工件633.4.6減小環(huán)境對坐標(biāo)測量機(jī)的影響633.5替代測量法633.6形狀偏差的測量64參考文獻(xiàn)65第4章用于坐標(biāo)測量的傳感器684.1接觸式測量684.1.1引言和基礎(chǔ)知識684.1.2用于接觸式探測的傳感器714.1.3測量偏差 754.1.4用于坐標(biāo)測量技術(shù)的接觸式三維探測系統(tǒng)實(shí)例824.1.5接觸式探測系統(tǒng)及附件的使用86參考文獻(xiàn)864.2視覺傳感器874.2.1成像系統(tǒng)874.2.2照明系統(tǒng)894.2.3照相技術(shù)914.2.4圖像分析軟件924.2.5圖像處理傳感器在坐標(biāo)測量機(jī)中的安裝95參考文獻(xiàn)974.3非接觸式距離傳感器974.3.1測量的基本原理984.3.2帶傅科刀口的距離傳感器994.3.3三角測量傳感器1004.3.4攝影測量1014.3.5條紋投影1024.3.6變焦1034.3.7共聚焦距離傳感器1034.3.8白光干涉1054.3.9錐光距離傳感器106參考文獻(xiàn)1074.4掃描探針顯微技術(shù)1084.4.1簡介與基礎(chǔ)知識1084.4.2具有掃描探針顯微技術(shù)的坐標(biāo)測量技術(shù)111參考文獻(xiàn)113第5章先進(jìn)儀器儀表工程學(xué)基礎(chǔ)1145.1激光跟蹤儀1145.1.1引言1145.1.2應(yīng)用案例1175.1.3測量不確定度和標(biāo)準(zhǔn)1185.1.4新技術(shù)1225.1.5總結(jié)和展望123參考文獻(xiàn)1235.2關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測量機(jī)1245.2.1關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測量機(jī)的操作1245.2.2帶線性引導(dǎo)的Z軸關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測量機(jī)1245.2.3多關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測量機(jī)1265.2.4關(guān)節(jié)臂坐標(biāo)測量機(jī)的檢測129參考文獻(xiàn)1305.3 3D納米測量和納米定位設(shè)備1305.3.1引言1305.3.2納米定位設(shè)備和納米測量設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀1315.3.3激光干涉儀長度測量技術(shù)1335.3.4用于納米測量儀的激光干涉儀1385.3.5納米坐標(biāo)測量機(jī)139參考文獻(xiàn)1505.4X射線斷層攝影術(shù)1515.4.1X射線的產(chǎn)生1535.4.2圖像記錄1545.4.3機(jī)械結(jié)構(gòu)與輻射防護(hù)1555.4.4體積和測量點(diǎn)計(jì)算1565.4.5X射線法的測量誤差1575.4.6X射線斷層坐標(biāo)測量機(jī)應(yīng)用領(lǐng)域的擴(kuò)展1595.4.7X射線斷層攝影坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用161參考文獻(xiàn)1625.5光學(xué)測量系統(tǒng)1635.5.1三角測量原理1635.5.2主動三角測量法對工件表面的非接觸式光學(xué)檢測1655.5.3被動三角測量法對工件表面的光學(xué)檢測1675.5.4攝影測量跟蹤系統(tǒng)的幾何測量1685.5.5光線傳播時(shí)間法的非接觸式光學(xué)幾何測量1705.5.6鏡面的光學(xué)幾何測量171參考文獻(xiàn)1715.6多傳感器測量1725.6.1多視角的光學(xué)測量系統(tǒng)1725.6.2多傳感器三坐標(biāo)測量儀176參考文獻(xiàn)1805.7室內(nèi)GPS(全球定位系統(tǒng))1815.7.1iGPS的工作原理及組成1815.7.2測量系統(tǒng)的縮放1835.7.3測量系統(tǒng)中不均勻的誤差分布1835.7.4應(yīng)用示例:機(jī)器人控制184參考文獻(xiàn)1855.8集成進(jìn)機(jī)床的測量技術(shù)1855.8.1制造測量技術(shù)的定義和分類1855.8.2預(yù)處理和后處理測量技術(shù)1855.8.3三維校準(zhǔn)的潛力1865.8.4集成在機(jī)床上的傳感器1885.8.5在線測量技術(shù)1885.8.6氣動在線測量技術(shù)1905.8.7未來發(fā)展191參考文獻(xiàn)191第6章由設(shè)計(jì)圖經(jīng)檢驗(yàn)計(jì)劃再到檢測計(jì)劃1936.1檢驗(yàn)規(guī)劃介紹1936.1.1資料審查1936.1.2特征識別1946.1.3檢驗(yàn)特征的選擇1946.1.4完成檢驗(yàn)特征的處理(適用)1956.1.5與專業(yè)領(lǐng)域協(xié)調(diào)1966.1.6檢驗(yàn)計(jì)劃的編寫1966.1.7檢驗(yàn)計(jì)劃的內(nèi)容1966.2坐標(biāo)測量技術(shù)中檢驗(yàn)特征的處理1966.2.1引言1966.2.2分析檢驗(yàn)任務(wù)1976.2.3定義測量策略1986.2.4確定測量流程2146.2.5測量準(zhǔn)備2166.3用于坐標(biāo)測量技術(shù)檢驗(yàn)規(guī)劃的軟件支持218參考文獻(xiàn)218第7章由檢測計(jì)劃經(jīng)編程、執(zhí)行和評定直至測量結(jié)果表示2207.1編程2207.1.1用于坐標(biāo)測量機(jī)編程的軟件2217.1.2用于輸入信息的計(jì)算機(jī)輔助接口:CAD和規(guī)劃軟件2237.1.3仿真和干涉控制2287.1.4計(jì)算機(jī)輔助的測量程序的傳輸2297.1.5生產(chǎn)中自動化系統(tǒng)的編程2307.1.6特殊測量任務(wù)的編程2327.2坐標(biāo)(點(diǎn))的測量與評定2337.2.1測量:運(yùn)行測量程序2337.2.2評定:從測量點(diǎn)導(dǎo)出信息2337.3結(jié)果的表示和傳輸2427.3.1測量報(bào)告的生成及其類型2437.3.2計(jì)算機(jī)測量結(jié)果的傳輸244參考文獻(xiàn)246第8章特殊的測量任務(wù)2518.1復(fù)雜幾何體的測量任務(wù)譜2528.1.1用解析幾何描述的待測零件(功能已知)2528.1.2待測零件數(shù)值逼近幾何描述2548.2測量任務(wù)的定義2558.2.1標(biāo)定點(diǎn)的測量任務(wù)定義2558.2.2沿著標(biāo)定線的測量任務(wù)定義2568.2.3通過3D形貌的測量任務(wù)定義2568.3測量策略的定義2578.3.1選擇和評價(jià)準(zhǔn)則2578.3.2與設(shè)備結(jié)合的測量策略2588.3.3測量程序編制和檢測過程編程的階段2588.4校準(zhǔn)2628.4.1復(fù)雜待測零件的校準(zhǔn)方法2628.4.2按工件基體或者功能確定的基準(zhǔn)面的校準(zhǔn)2638.4.3自由曲面的校準(zhǔn)2638.4.4相似變換的校準(zhǔn)2668.4.5零件表面校準(zhǔn)2668.5測量數(shù)據(jù)評定2688.5.1自由造型曲面測量數(shù)據(jù)評定2688.5.2齒輪測量的特殊情況2738.5.3特殊的評定方法2748.6以功能為導(dǎo)向的檢驗(yàn)2758.6.1坐標(biāo)測量技術(shù)中數(shù)字的功能檢驗(yàn)原理2758.6.2圓柱齒輪表面承壓圖測量實(shí)例276參考文獻(xiàn)276第9章測量不確定度和測量值的可回溯性2789.1計(jì)量可回溯性2789.2確定測量不確定度2799.2.1測量不確定度結(jié)算2809.2.2校準(zhǔn)工件的測量不確定度的計(jì)算2889.2.3通過仿真計(jì)算測量不確定度2899.2.4系統(tǒng)偏差的修正2899.3坐標(biāo)測量機(jī)的驗(yàn)收和監(jiān)督2919.3.1探測偏差2939.3.2長度測量偏差2949.4檢測過程和測量系統(tǒng)的適用性驗(yàn)證296參考文獻(xiàn)298第10章經(jīng)濟(jì)性30010.1成本30010.2測量的用途和成果30110.2.1評估測量成果的參考模型30110.2.2方法30410.3評定方法30610.3.1合格評定(定型評定)30610.3.2過程能力的研究30810.3.3統(tǒng)計(jì)過程控制312參考文獻(xiàn)314第11章培訓(xùn)31611.1引言31611.2培訓(xùn)形式31711.3現(xiàn)代培訓(xùn)方案CMTrain31811.4未來培訓(xùn)展望320參考文獻(xiàn)322
序自首臺計(jì)算機(jī)輔助坐標(biāo)測量機(jī)出現(xiàn)以來,坐標(biāo)測量技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了從單純的兩點(diǎn)測量到帶補(bǔ)償?shù)亩帱c(diǎn)測量的轉(zhuǎn)變,加工測量技術(shù)也因此發(fā)生了根本性的改變。坐標(biāo)測量技術(shù)誕生于20世紀(jì)70年代,本書第1版出版于1999年,從那時(shí)起與加工技術(shù)相關(guān)的測量技術(shù)不僅在工件幾何尺寸和幾何形狀的測量方面,而且在儀器設(shè)備及其應(yīng)用方面,特別是光學(xué)和計(jì)算機(jī)斷層掃描技術(shù)及傳感器技術(shù)方面獲得了極大的進(jìn)展和變化。隨著電子元件的微型化,信息和通信技術(shù)也同時(shí)經(jīng)歷了爆炸式的發(fā)展,這也促進(jìn)了新測量方案的設(shè)備研發(fā)。與此同時(shí),測量技術(shù)在應(yīng)用廣度、幾何尺寸大小、測量速度、表面采樣密度和測量不確定度上也發(fā)生了很大的變化,在GPS(產(chǎn)品幾何技術(shù)規(guī)范)中,統(tǒng)一地定義和描述了工件多變的形狀、尺寸和表面特征。總體來說,如今的坐標(biāo)測量機(jī)除了基本原理以外都和代完全不同了。故而,需要更進(jìn)一步地審視這些新技術(shù),把這些變化和新的解決方案用實(shí)踐的眼光去評估,去仔細(xì)分析并了解它們新的應(yīng)用范圍。本書基本保留了第1版的主題,并補(bǔ)充了坐標(biāo)測量技術(shù)中一些重要的傳感器技術(shù)(如激光跟蹤儀、計(jì)算機(jī)斷層掃描和多傳感器測量技術(shù)),此外還增加了適合于坐標(biāo)測量技術(shù)培訓(xùn)的內(nèi)容。由于測量系統(tǒng)復(fù)雜性的增加、測量任務(wù)范圍的擴(kuò)大、對物理特性間相互影響深入的了解、新增的一些檢測原理和對測量精度要求的提高以及應(yīng)用可能性的擴(kuò)展等原因,本書的相關(guān)內(nèi)容交由在坐標(biāo)測量技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的知名專家來編寫。有經(jīng)驗(yàn)的測量工程師會在本書中發(fā)現(xiàn)很多著名專家的名字,這保證了本書內(nèi)容的正確性、專業(yè)性和權(quán)威性。本書可應(yīng)用于:1.需要更多地了解坐標(biāo)測量技術(shù)和需要更好地了解測量結(jié)果實(shí)現(xiàn)過程的測量工作從業(yè)者。2.生產(chǎn)企業(yè)非測量領(lǐng)域但需要根據(jù)測量結(jié)果做出決策的專業(yè)人員。3.需要確定測量的尺寸、公差,并且需要考慮其相互作用以及驗(yàn)證細(xì)節(jié)問題的設(shè)計(jì)工程師。4.想學(xué)習(xí)坐標(biāo)測量技術(shù)的大學(xué)生或其他感興趣者。本書可作為坐標(biāo)測量技術(shù)綜合性介紹的入門專業(yè)書和參考書。感謝對本書出版做出貢獻(xiàn)的所有作者。我在審閱過程中考慮了所有作者提出的重要意見,并且采納了其中絕大多數(shù)意見。由于本書由不同的作者共同完成,雖然審閱統(tǒng)稿時(shí)已非常仔細(xì),但仍存在不一致的地方,讀者們可以把它們看作是可接受的技術(shù)多樣性表達(dá)。特別感謝我的同事Laura Shaw和Philipp Krmer,感謝他們在校訂稿件細(xì)節(jié)和處理書稿時(shí)付出的努力。衷心地感謝提供給我們信息、圖片和草圖的企業(yè)、組織和個(gè)人。封面是Ingrid Gaus女士根據(jù)出版社的總體設(shè)想而設(shè)計(jì)的,感謝她,她的努力提高了本書的吸引力。后感謝Carl Hanser出版社,感謝Volker Herzberg先生在本書多次延遲交稿時(shí)所保持的耐心和友好的合作。