毕业设计（论文）-基于三坐标测量机实现模具的快速制造.doc

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1、西 南 交 通 大 学本科毕业设计（论文）基于三坐标测量机实现模具的快速制造200X年 6 月 院 系 机械工程系 专 业 数控技术 年 级 200X 姓 名 XXX 题 目 基于三坐标测量机实现模具快速制造 指导教师评 语 指导教师 (签章)评 阅 人评 语 评 阅 人 (签章)成 绩 答辩委员会主任 (签章) 年 月 日毕业设计（论文）任务书班 级 数控一班 学生姓名 XXX 学 号 200XXXX 发题日期： 200X年 2月25日 完成日期： 6月 10 日题 目 基于三坐标测量机实现模具快速制造 1、本论文的目的、意义 基于三坐标测量机实现对给定产品进行反求，得出数学模型，有了数学模

2、型，有可以方便的进行产品的加工和制造，后置处理等。反求工程大大提高了复杂模具制造的效率，缩短了产品的上市时间，提高了市场竞争力 ，同时也为产品的再设计与创新提供了有力的保证。 2、学生应完成的任务 利用三坐标测量机对产品零件进行外形测量，得出点云数据，然后利用专用的逆向工程软件进行曲面拟合、模型重构等，得出三维的实体模型，也就是产品的数字模型，有了数字模型，最后生成数控NC加工代码。翻译一万英文字符的英语资料。 3、论文各部分内容及时间分配：（共 17周）第一部分 查阅有关书籍，文献资料，产品说明书等对论文有整体的理解和把握 （3周）第二部分 练习使用三坐标测量机，进行简单的测量，最后对鼠标外

3、形轮廓进行测量 。 （3周）第三部分 练习对测量点云进行数据处理、模型重构等。 （3周）第四部分 对鼠标测量点云进行数据处理，模型重构等。 （4周） 第五部分对论文进行编写、整理 （2周）评阅及答辩 （2周）备 注 指导教师：XXX 200X年2月25日审 批 人： 年 月 日摘 要 三坐标测量机由于其测量精度和智能化程度较高，广泛应用于制造业的CAD/CAM，产品检测和质量控制。同时，三坐标测量机作为采样零件表面信息的主要测量设备，也被广泛应用于反求工程中。本文针对反求工程在国际国内的发展应用情况，综合了各种反求方法，选择了以三坐标测量机为反求工程中数字化设备作为研究对象。该方法具有精度高、

4、测量重复性好、量程大等优点。三坐标测量机是目前较为理想的反求设备，在目前的生产实际中应用较为广泛。本文主要包括以下几个内容：1、针对测量过程中存在的误差，对三坐标测头、测量方式的选取、测量步距的选择以及测量原理进行了研究，并提出基于点位探测模式的新方法。2、针对曲线、曲面造型理论在实际应用中存在的问题，利用三坐标测量机对工业产品实物进行了描述和验证；采用不同方案进行了曲线拟合实验，得出基于NURBS曲线曲面造型理论的优越性；同时研究在Geomagic Studio软件平台上以自由曲面为主的产品模型实物反求技术。3、实现了测量数据点云的自动快速处理，建立了相应的数据处理模块，使得后续的建模更加方

5、便快捷，此功能是通过Master CAM和Geomagic Studio实现。关键词：三坐标测量机；反求工程；3D轮廓测量；曲面建模AbstractCMM is used in CAD/CAM, product testing and quality controlling in manufacturing widely for its metrical precision and strong intelligence . At the same time, CMM is often applied in RE as the main measure equipment for gather

6、ing sample .The probe radius compensated is necessary when we measure by the CMM.This paper aims at the development and application of reverse engineering (RE) in international and natural field and introduces each way of RE synthetically, finally we take the digitalization equipment of coordinate m

7、easuring machine (CMM) for RE as the research object .this means have the merit of high accuracy, good measuring repetition and big measuring range .CMM is a good equipment of RE and applied in the practice widely. This paper include mainly several research content as following:1.we study mainly in

8、aspect of selection of CMM probe ,programming of measuring track ,deciding of measuring mode and selection of measuring mode and selection of measuring increment to reduce the measuring error .Especially we bring forward the settle project of identification and extraction of solid sample and precise

9、 orientation of different face position.2. The theory and experiment of curve and face modeling of NUBRS were explored and validated by experiment. At the same time, some of the industry products were demonstrated accordingly to the coordinate measuring machine.3. We realized the measuring data clou

10、d process fast and automatically and built the data process module. Consequently make the modeling conveniently and quickly. This function is realized with master CAM and Geomagic studio .key words：Coordinate measuring machine ； Reverse engineering ； 3D Profile measurement ； Modeling目 录第1章 概 述11.1引言

11、11.2实物测量简述21.3曲线曲面造型技术31.4几种常用的逆向工程软件31.5快速模具制造技术71.5.1 快速原型技术71.5.2快速原型技术在模具制造中的应用71.6 课题研究的背景及内容91.6.1课题研究背景91.6.2课题研究主要内容10小 结10第2章 三坐标测量系统与测量方式分析112.1 三坐标测量机的发展及其原理112.2 三坐标测量机的硬件部分与软件部分介绍132.2.1 硬件结构132.2.2软件部分152.3三维反求中数据获取的测量原理与方法162.3.1非接触式测量182.3.2 接触式测量19第3章 测量数据处理技术223.1 概述223.2 测量数据格式转换2

12、23.3 测量数据测头半径补偿方法233.3.1微平面法253.3.2 三点共圆法253.3.3 拟合补偿方法263.4 数据预处理263.4.1误差点处理263.4.2 数据插补283.4.3点云处理方法29小 结32第4章 三维CAD模型重建技术334.1 概述334.2曲线拟合造型344.2.1参数曲线、曲面插值与逼近364.2.2参数曲线、曲面插值与逼近374.2.3 3B样条曲线插值与逼近414.3 曲面的逆向重构424.3.1 由曲线构造曲面的方法434.3.2由曲面派生曲面的方法44第5章 综合应用实例455.1逆向反求455.2 曲面拟合过程485.3后置处理545.3.1.

13、模具设计流程545.3.2加工工艺56结论与展望59致 谢61参考文献62附录63第1章 概 述 1.1引言 “逆向工程”（Reverse Engineering），也称反求工程、反向工程等，它是起源于精密测量和质量检验，是设计下游向设计上游反馈信息的回路。逆向工程是相对于现在的正向工程而言，正向工程就是我们先设计有图纸，然后按图纸加工出产品实物，而逆向工程是以目前已有的实物通过三坐标测量机及逆向软件处理，还原为电脑三维模型，并且可以修改和改进, 然后进行数据处理、曲面重建、构造CAD模型等，最后制造出产品的过程。逆向工程产品设计就是根据已经存在的产品模型，反向推出产品设计数据（包括设计图纸或

14、数字模型）的过程。随着计算机技术在制造领域的广泛应用，特别是数字化测量技术的迅猛发展，基于测量数据的产品造型技术成为逆向工程技术关注的主要对象。通过数字化测量设备（如坐标测量机、激光测量设备等）获取的物体表面的空间数据，需要利用逆向工程技术建立产品的三维模型，进而利用CAM系统完成产品的制造。因此，逆向工程技术可以认为是将产品样件转化为三维模型的相关数字化技术和几何建模技术的总称。计算机技术的飞速发展，三维的几何造型技术己被制造业广泛应用于产品及工业模具的设计、自动化加工制造及管理维护等方面。近年来，随着我国经济的进一步发展，引进了不少国外的先进技术和设备，随之而来的一个问题是如何深入研究、消

15、化、吸收这些先进技术，探索引进产品中的关键技术，然后在此基础上改进、创新、开发出符合我国国情的先进产品，形成自己的技术体系，增加自力更生、振兴经济的能力。逆向工程技术的研究正是在这基础上发展起来的。 当前，世界各国在经济技术发展中，应用逆向工程消化吸收先进技术经验，给人们有益的启示。据统计，我国百分之七十以上的技术源于国外，逆向工程作为掌握技术的一种手段，可使产品研制周期缩短百分之四十以上，极大提高了生产率。因此研究逆向工程技术，对我国国民经济的发展和科学技术水平的提高，具有重大的意义。逆向制造技术主要用于实现快速、精确、无图纸、自动地进行模具制造、样品复制以及复杂零件的加工。逆向工程的应用领

16、域大致可分为以下几个方面。 （1）有助于从概念到产品的快速制造。利用反求设备快速测量手工模型，通过实物模型产生其CAD模型，可以将设计师完美的产品设计构思表达于计算机中，用于计算机辅助设计和快速成形。使产品设计充分利用CAD优势，并适应智能化、集成化的产品设计制造过程中的信息。 （2）模具加工。80年代末期模具制造高速发展，而且模具应用越来越广泛，在轻工业中，如塑料产品模具，复制手工艺品的模具，鞋业中的制鞋楦模具，在飞机、汽车、家电等工业上也有很多模具产品，如汽车车身外主模型和内主模型，外形镀金零件冲压模等。一些较复杂模具用常规制造方法，加工复杂，而且要花费大量人力和财力且加工时间较长：应用逆

17、向制造技术，可以快速地制作模具的三维模型，并可直接编成数控程序来制造模具。（3）已有产品的复制或修改。对于已经停止生产或丧失供货渠道的产品，可以通过反求测量快速获得产品的数据，进行少量复制。此外，对已有的产品，为改善其外观造型或提高其工艺性能进行实地修改，可以通过三维测量得到CAD三维数据，进行修改和制造。（4）仿制某些流线型或形状复杂无法准确手工测绘的物体，如一些涡轮叶片、艺术雕塑等。由于他们的形状复杂各不相同，所以设计困难。采用反求测量将使其批量加工制造成为可能。1.2 实物测量简述在表面数字化技术中，根据测试方式的不同可以将数据采集方法分为接触式和非接触式两大类。传统的测量方法是以CMM

18、为代表的接触式。接触式测量是指测量头与实物表面有接触，采用的设备主要有:三坐标测量机、数控机床(NC)加上测量装置、专用数字化仪等。接触式方法对物体表面的颜色和光照没有要求，物体边界的测量相对精确，但缺点是速度慢，对软质材料适应差，而且测点分布可能不理想。非接触式测速高，但是相对而言它的精度较低而且对表面和光照要求高。这种方式比较成熟，但测量速度和精度比较低，而且不适合柔软实物的测量。但近年来，随着计算机、传感和光电技术的发展；以计算机图象处理为主要手段的非接触式测量技术得到飞速发展，出现了如三角形法，激光法以及电磁和声波法等非接触方式的测量方法闭。非接触式测量方法是一种无需与被测样件接触就能

19、获取数据的方法，分为主动和被动式测量。主动式测量有专门仪器产生测量光源或声源，是逆向工程中常用的方法;被动式则没有。非接触式测量机主要有光学、声学和磁学测量机。光学测量方法是目前最广泛使用的也是相对速度最快的非接触式获取数据的方法，主要有结构光法、激光三角形法、激光测距法、干涉测量法、图像分析法。最常用的是激光三角形测量法，其基本原理是利用激光源投射到被测表面，反射光在图像传感器上成像，按照预设计的三角形光路原理得到被测点的位置坐标。 1.3 曲线曲面造型技术 机械设计与制造的逆向工程中，自由曲面的测量与描述是极其重要的。特别是对测量数据的处理和以CAD建模，一直是传统逆向工程的“瓶颈”问题，

20、有许多问题仍需进一步研究。目前，由于激光测量技术和激光快速成形技术的出现，推动了反求技术的进一步发展。把实物经过数字化处理后得到的是大量密集的原始测量数据(数据量往往高达几兆、几十兆甚至上百兆)，数据之间通常没有相应的、显式拓扑关系，只是一大群空间散乱点(数据云)，这当中还包括大量无用的数据。因此，首先必须进行数据的滤波、拟合、重建和消隐等处理过程，然后通过适当的算法把这些经过处理的数据拟合成CAD模型。在实际的反求过程中，我们遇到的零件的表面可分为规则曲面和自由曲面：规则曲面是能够用单一函数表达的曲面，比较容易测量和建模；而自由曲面不能够用单一的函数来表达，普通的测量手段已难以满足要求，其参

21、数也不能直接给出，而建模的过程中也不能够用单一曲面来拟合和造型，而是由多张曲面经过延伸、过渡、裁剪等混合而成，因而要分块构造。1.4几种常用的逆向工程软件 面里建CAD/CAM系统是通过接口程序把数字化设备测得的数据转换为相应代码，生成数字化点文件，利用CAD/CAM系统的自由曲线和曲面编辑功能对大量的点进行编辑处理，修改、删除变异的点，也可增加点，使之分布合理，生成要求的实体，通过曲率分析、光影等检查实体的特征，生成三维产品，进而得到模具。伴随着逆向工程及相关技术的理论研究的深入进行，其成果的商业应用也逐渐受到重视，而逆向工程技术应用的关键是开发专用的逆向工程软件及结合产品设计的结构设计软件

22、。迄今为止，在国际市场上出现了多个与逆向工程相关的软件系统，主要有美国EDS公司的Imageware、英国DelCAM公司产品CopyCAD、美国Raindrop（雨滴）公司产品的Geomagic Studio、韩国INUS公司出品的RapidForm、英国MDTV公司的STRIM and Surface Reconstruction、英国的Renishaw公司的TRACE等。在一些流行的CAD/CAM集成系统中也开始集成了类似模块，如CATIA中的DSE、QSR模块，Pro/E中的Pro/SCAN功能，Cimatron中的Reverse Engineering功能模块等，UGNX3.0中已将

23、Imageware、集成成为其专用的逆向模块。在国内，有关反求工程的研究与开发的工作，也相继展开，如浙江大学、西北工业大学、华中科技大学等，其中浙江大学开发了Re-soft软件。（1）专业逆向工程商品化软件 目前，就专用逆向工程软件来说主要有Imageware、CopyCAD、Geomagic及RapidForm四大软件：1）Imageware软件Imageware是著名的逆向工程软件，广泛应用于汽车、航空、航天、消费家电、模具和计算机零部件等领域。该软件有广大的用户群，国外有BMW、Boeing、GM、Ford、Toyota等著名国际大公司，国内则有上海大众、成都飞机制造公司等大企业。Ima

24、geware作为UG中专门为逆向工程设计的模块，具有强大的测量数据处理、曲面造型和误差检测的功能：可以处理几万至几百万的点云数据；根据这些数据构造的A级曲面具有良好的品质和连续性；其模型检测模块可以方便、直观地显示所构造的曲面模型与实际测量数据之间的误差以及平面度、圆度等几何公差。Imageware采用先进的NURBS曲面模型与UG、Pro/E、CATIA等通用的CAD/CAM软件采用的曲面描述方法相同，相互间可方便地沟通。Imageware数据处理可以遵循常见的点曲线曲面过程，也可以有点直接拟合曲面，而不需要经过建造曲线的过程，亦可先创建周边曲线，而后勇该边界及其所包围的点云生成曲面。Ima

25、geware有上百种处理扫描点的功能，有时多种处理特征线的功能，可处理不同来源的扫描数据和不同次序的扫描点，经多角度测得的不同方向的数据可自动地被合并处理，有将近百种处理点曲线 曲面的工具，并有较强的曲面编辑及齐全的分析功能。2）CopyCAD软件CopyCAD是有英国DELCAM公司出品的功能强大的逆向工程系统软件，它能允许从已存在的零件或实体模型中生成三维CAD模型。该软件为来自数字化数据的CAD曲面的生成提供了复杂的工具。CopyCAD能够接受来自坐标测量机床的数据，同时跟踪机床和激光扫描器。CopyCAD主要有如下功能：I 数字化点的输入与处理，包括数据输入与数字化点数据的变换与处理；

26、II三角形划分，可以根据用户定义的允许误差生产三角化数字化模型；III利用特征线构成的网格构造曲面片，然后通过指定曲面片之间的连续性要求来实现曲面片之间的光滑拼接；IV曲面模型精度、品质分析。3）Geomagic Studio软件由美国Raindrop（雨滴）公司出品的逆向工程和三维检测软件Geomagic Studio 可轻易地从扫描所得的点云数据创建出完美的多边形的多边形模型和网格，并可自动转换为NURBS曲面。该软件也是除了Imageware以外应用最外广泛的逆向工程软件。Geomagic Studio主要包括Qualify、Shape、Wrap、Decimate、Capture五个模块

27、。主要功能包括：I自动将点云数据转换为多边形（Polygons）；II快速减少多边形数目（Decimate）；III把多边形转换为NURBS曲面；IV曲面分析（公差分析等）；V输出与CAD/CAM/CAE匹配的文件格式（IGES、STL、DXF等）。4）RapidForm软件RapidForm是韩国INUS公司出品的全球四大逆向工程软件之一，RapidForm提供了新一代运输模式，可实时将点云数据运算出无接缝的多边形曲面，使它成为3DScan后处理的最佳接口。RapidForm主要功能如下：I多点数据管理界面 高级光学3D扫描仪会产生大量的数据，由于数据非常庞大，因此需要昂贵的电脑硬件才可以运

28、算，现在RapidForm提供记忆管理技术（使用更少的系统自语）可缩短用户处理数据的时间。II多点云处理技术 可以迅速处理庞大的点云数据，无论是稀疏的点云还是跳点都可以轻易地转换成非常好的点云，RapidForm提供过滤点云工具以及分析表面偏差的技术来消除3D扫描仪所产生的不良点云。III点云快速转换技术成多边形曲面的算法 在所有逆向工程软件中，RapidForm提供一个特别的计算技术，针对3D及2D处理同类型计算，软件提供了一个最快最可靠的计算方法，可以将点云快速计算出多边形曲面。RapidForm能处理无顺序排列的点数据以及有顺序排列的点数据。IV彩色点云处理技术 RapidForm支持彩

29、色3D扫描仪，可以生产最佳的多边形，并将颜色信息映像在多边形模型中。在曲面设计过程中，颜色信息将保留完整保存，也可以运用RP成型机制作出有颜色信息的模型。RapidForm也提供上色功能，通过实时上色编辑工具，使用者可以直接对模型编辑自己喜欢的颜色。V点云合并功能 RapidForm提供点云合并技术，使用者可以方便地对点云数据进行各种各样的合并。（2）通用CAD软件CATIA是有法国达索系统公司开发的大型CAD/CAM/CAE应用软件，在世界CAD/CAM/CAE领域中处于主导地位。CATIA被广泛应用于航空航天、汽车制造、造船、机械制造、电子、电器、消费品行业，它的集成解决方案覆盖所有的产品

30、设计与制造领域，满足了工业领域各类大、中、小型企业的需要。包括波音、宝马、奔驰、本田、丰田等著名企业都选择了CATIA。CATIA V5的数字曲面编辑模块（DSE）和快速曲面重构模块（QSR）是逆向工程的专用模块，可以提供各种格式的点云输入和输出数据，除了对点云数据进行处理功能外，还提供强大的曲面、曲线直接拟合功能，由于植入了STYLER算法，CATIA的POWER FIT功能比专用逆向工程软件Imageware的FIT Freefrom要强大很多，在精度要求在0.3-0.5mm,且点云质量较好的情况下CATIA FIT出面比Imageware FIT出的面要好的多，只是人工控制能力较差，但对

31、于精度要求不高的情况下已经完全可以把握。对曲面与测量的点的偏差大于0.1mm的CLASS设计要求，通过CATIA软件进行曲面重构可以满足大部分产品的要求。1.5快速模具制造技术在完成CAD模型重建后，其后续应用的一个选择是利用快速原型技术来制造原型和模具，一方面为模型的修改和再设计提供实物样品，另一方面，对一些材料制造的零部件,还可以直接制造出产品的模具。这样做，可以避免机械加工的长周期和复杂的工艺设计，为产品的快速开发和制造提供有效的工具支持。1.5.1 快速原型技术 所谓快速原型制造技术(Rapid Prototyping Manufacturing) ，是一种基于离散堆积成形思想的新型成

32、形技术。它首先借助计算机辅助设计，或用实物逆向工程方法，采用得到有关原型或零件的几何形状、结构和材料的组合信息，从而获得目标原型的CAD模型，然后将这些信息输出到计算机控制的机电集成制造系统，通过逐点、逐面进行材料的“三维堆砌”成形，在经过必要的处理，使其在外观、强度和性能等方面达到设计要求。简单地说，切削加工是将一块材料切除，去除不要的部分，而RP就是将计算机辅助设计产生的实物模型，由层层堆砌的方式，快速、自动地制造出来。这是一种快速、准确地制造原型或实际零件、部件的先进制造方法，其核心是CAD模型直接驱动。快速原型制造技术可制作出任意复杂形状或是细微机构的物体，完全摆脱切削加工的限制，克服

33、手工模型易失真的缺陷，并能节省昂贵的模具费用。据称，它在可减少70以上的制造成本同时，还可缩短90的加工时间，大幅提升企业的竞争力。 快速原型机并不需要太多人工操作，加工条件远比切削加工简单，操作上的技术要求也没有切削那么复杂。但不适合于大批量生产，并且做出来的产品绝大部分为塑料件，使用非塑料材料的不多。 目前，快速原型机做出来的工件，主要应用仍然是在原型或少量产品的制作上。在原型方面，精度较高的设备做出来的产品可以用于设计的探讨、实验分析、样品或造型设计等方面；少量的生产则可结合快速模具或脱蜡制造等。1.5.2快速原型技术在模具制造中的应用 模具工业是国民经济的基础产业，模具工业的发展水平标

34、志着一个国家的工业水平和产品的开发能力。无论是在汽车工业中新车型的开发与批量生产，还是机电及家电和轻工业产品等都与模具制造技术业息息相关。随着仪器、仪表、家用电器、交通、通信和轻工业产品等行业的飞速发展，模具工业的产值已经超过机床行业。据统计，在2000年，工业品零件粗加工类的75、精加工类的50都使用成形模具。 模具设计不同于传统的机械设计，有其专业化的特殊要求，主要体现在：（1）模具是用于批量生产的基础设备，零件的复杂性分为形体复杂性和结构复杂性，模具主要用于形体复杂零件的加工；（2）用模具生产的产品一般为最终产品，因此，模具的几何设计必须能够完成零件的所有细节结构的描述，甚至包括产品的浮

35、雕等表面细节结构的造型设计； （3）模具型腔结构必须有拔模角及必要的圆弧过渡，以满足生产工艺的要求，而一般的机械设计不考虑这些问题； （4）模具工业的产品设计专业化程度很高； （5）模具具有品种多、数量大、更新换代快、单件生产等特点。 因此，如何快速、准确地进行模具设计和制造变得越来越重要。 传统模具的制造的方法很多，如数控铣削加工、成形磨削、电火花加工、线切割加工、铸造模具、电解加工、电铸加工、压力加工和照相腐蚀等。由于这些工艺复杂、加工周期长、费用高而影响了新产品对于市场的响应速度。而传统快速模具（如中低熔点合金模具、电铸模具、喷涂模具等）因其工艺粗糙、精度地、寿命短，所有很难完全满足用户

36、的要求。 快速模具（Rapid Tooling ）技术是指利用快速原型（Rapid Prototyping）技术，制造快速模具，即RP+RT。RP+RT技术提供了一条从模具的CAD模型直接制造模具的新的概念和方法，它将模具的概念、设计和加工工艺集成在一个CAD/CAM系统内，为并行工程的应用创造了良好的条件；RT技术采用的早期、多回路、快速信息反馈的设计与制造方法，结合各种计算机模拟与分析手段，形成了一整套全新的模具设计与制造系统；RT技术能够解决大量传统加工方法（如切削加工）难以解决甚至不能解决的问题，根据CAD模型无需数控切削加工直接将复杂的型腔曲面制造出来。 另外，用RP技术来制造模具，

37、可使RP技术的应用由开发阶段扩展到制造生产，不仅适应各种生产类型特别是单件小批量模具生产，而且能适应各种复杂程度的模具制造，既能制造塑料模具，也能制造金属模具，模具材料还可以强韧化和复合化。同传统的成本高、周期长的CNC 加工方法相比，能大大降低成本、缩短生产周期，尤其对于形状特别复杂的中小型模具来说，更显示了这种加工方法的优越性。1.6 课题研究的背景及内容1.6.1课题研究背景在实际的应用领域，为了实现产品的快速开发，设计工程师常常以已知的样件(模件)为依据或参考原型进行仿形、改型设计或工业造型设计。比如:摩托车、汽车车身和覆盖件、装饰件等的工业设计与详细设计中。形状独特而复杂的自由曲面件

38、一般不能直接建立CAD模型，往往是以制件模型或经手工修改的样件为设计原型;没有图纸或图纸无法得到的己知复杂形面的产品造型或磨损零件。而数控加工是目前CAD/以PP/以M系统中最能明显发挥效益的环节之一，在实现设计加工自动化、提高加工精度和加工质量、缩短产品研制周期等方面发挥着重要作用，产品粗加工的目的在于迅速切除大部分余量以提高生产效率，同时为后续加工创造条件。制造业的不断发展，把粗加工放到了日益重要的地位上。随着生产技术水平的不断提高，用户要求产品的交货期相应的缩短以适应市场的快速变化。据统计，目前在注射成型模具的加工中，有50%左右的时间花费在切除大余量的粗加工上。因此，从保证产品精度，提

39、高加工效率，缩短交货期等方面考虑，粗加工是一道非常重要的工序。Mastercam是美国CNCSoftwareNC公司研制开发的一套PC级高级套装软件，可以在一般的计算机上运行。利用这个软件，可以设计绘制所要加工的零件，也可以产生加工这个零件的数控程序，同时，可以将Autocad/CADKEY，Pro/e等CAD软件绘制的图形调入到Mastercam中进行数控编程，因此，它是一套真正的CAD/CAM一体化软件，鉴于我国目前企业的经济及技术实力，选用计算机平台来实现3一5轴的以CAM是非常实际的，而这种实际的需求即预示着Mastercam这类PC平台的CAD/CAM软件在我国有着非常广阔的应用前景。综上所述，本课题在充分调研、分析比较并考虑到国内外发展应用情况的基础上选择了以触发式三坐标测量机为主要的数字化设备，优秀的Pro/e造型软件，快速、高效的Mastercam软件，以及快速成型机、数控车床等设备为本课题的研究创造很好的实验平台。1.6.2 课题研究主要内容本课题主要研究内容包括：（1） 对单臂三坐标测量机测头的选取、测量方式的选取、测量步