虚拟坐标测量机设计

李红莉， 胡 毅， 张 阳， 白黎昊， 王宏涛

（合肥工业大学仪器科学与光电工程学院，合肥230009）

0 引 言

新工科人才培养注重提升学生的综合能力，加强实践教学是实现新工科人才培养目标的重要环节［1］。坐标测量机（Coordinate Measurement Machine，CMM）在现代制造业中发挥着重要的作用，它是现代制造过程、工业检测、质量控制和产品检验中不可或缺的大型高精度、高效率、万能性测量仪器［2］。对于仪器类测控专业的学生来说，掌握坐标测量机的应用，具有重要的现实意义。

目前，国内外高校都比较关注虚拟实验室建设，但关于三坐标测量机的虚拟实验平台开发较少。现有实现方式主要为通过AVCMMs 提供形象的图形表示以及CMM模拟测量操作［3］；采用虚拟现实技术实现三坐标测量机虚拟建模及模拟测量［4］；基于Pro／E 三维建模软件构建虚拟三坐标测量机［5］。

本设计采用虚拟仪器设计思想，将虚拟技术与坐标测量技术相结合［6-9］，开发虚拟坐标测量机，完成典型几何量测量任务，构建虚拟坐标测量机教学平台，以便应用于误差理论与数据处理、检测技术等课程教学实践中，弥补因坐标测量机贵重稀少而难以开设实验的问题，更好地服务于新工科人才培养。

1 系统方案

虚拟坐标测量机设计以移动桥式三坐标测量机为原型，以“机械建模-运动控制”框架为设计思路。系统开发流程如图1 所示。

图1 系统开发流程

利用SolidWorks环境完成三坐标测量机的驱动机构和三维建模、运动分析以及添加相应的传感器模块；……