隨著全球制造業(yè)的發(fā)展,,坐標(biāo)測量機(jī)作為測量工件尺寸及形位誤差的儀器,已然普及到諸多行業(yè),,為滿足廣泛的產(chǎn)業(yè)需求,,測量機(jī)精度、種類,、效率,、便捷性、自動(dòng)化,、功能及一體化程度日趨提升及發(fā)展,,但如何選擇適合用戶自身發(fā)展所需之坐標(biāo)測量機(jī)仍是一關(guān)鍵課題。 ( G* ^ n+ @6 o# z. U" y2 M- @
筆者結(jié)合國內(nèi)外實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),,從測量機(jī)類型,、精度、效率及功能等方面淺談坐標(biāo)測量機(jī)的選用方法,以供廣大量友參考,。
( t9 g. u$ D& t' K! ~5 `+ _- 用戶測量要求 1 }8 I. ~2 ^6 q: _. Q; V
【1】首先應(yīng)根據(jù)圖紙及工件特點(diǎn)考慮合乎要求的測量范圍,,作為選擇測量機(jī)的基本參數(shù),緣于在測量范圍內(nèi)方可實(shí)現(xiàn)精確測量,,對于待測幾何特征集中于工件局部的情況,,不僅需要求測量機(jī)的測量范圍可包容此類特性參數(shù),整體工件能否放置于測量機(jī)之內(nèi)亦非常關(guān)鍵,,因此,,用戶應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要考慮測量機(jī)的測量范圍及最大工件尺寸指標(biāo)。 同時(shí),,接長測桿等因素不容忽視,,例如對于固定式測頭,評估測量范圍時(shí)應(yīng)根據(jù)測量要求加上其星形探針組各向探針及接長桿長度,,因此,,X、Y,、Z向測量范圍應(yīng)綜合考慮工件被測的最大尺寸結(jié)合探針長度(單邊或雙邊),、探針更換架及裝夾位置等要素。 G7 g& l" u1 Q- j; `
【2】根據(jù)圖紙公差要求評估合理的測量精度,,將測量機(jī)給定之測量誤差與被測特性的公差進(jìn)行比對,,以初步判斷測量機(jī)精度是否符合要求。對于精密測量其測量誤差通常為被測工件尺寸公差帶的10%至20%以內(nèi) (即1/10至1/5),,例如兩點(diǎn)間距為600mm,公差帶為20um,則所選用的測量機(jī)在此長度上的測量誤差應(yīng)不大于2至4 um,于某些條件下例如對于極小公差不排除放寬至更大百分比之可能,。
$ p5 z1 }; l* E' S) Q7 }通常而言尺寸、距離及位置等特性可據(jù)長度測量示值誤差MPE_E0進(jìn)行評估,,但于具體工件測量時(shí),,尤其體現(xiàn)于形位及輪廓測量時(shí),往往涉及大量測點(diǎn)甚至連續(xù)掃描,,需綜合考慮其形狀測量誤差MPE_RONt或掃描誤差MPE_THP,鑒于實(shí)際應(yīng)用往往不局限于單探針,,將涉及多探針形狀、尺寸及位置誤差(PFTM,、PSTM,、PLTM),因此,,用戶應(yīng)綜合考慮測量機(jī)各精度性能指標(biāo)以期選擇更適合的產(chǎn)品。
: ^8 i9 y, L! b4 @" z) S3 _# N- 合適的測量機(jī)類型及軟硬件配置 0 @# t6 r* l. k+ `
【1】從工件尺寸角度考慮,,通常對于中等尺寸部件,,多見固定平臺移動(dòng)橋式測量機(jī);對于小型工件,則移動(dòng)平臺式測量機(jī)(包括接觸式,、視像式,、復(fù)合式)得以廣泛應(yīng)用;對于大型工件,,多采用大橋式或龍門式結(jié)構(gòu),。 4 a7 X0 s" w1 K6 W, Y
【2】從測量機(jī)結(jié)構(gòu)性能方面考慮,其結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),、布局及材料等,,與測量機(jī)重復(fù)性、動(dòng)態(tài)特性及長期穩(wěn)定性密切相關(guān),,高速及高精度測量機(jī)機(jī)身多采用陶瓷等高科技材料配以零膨脹玻璃陶瓷光柵尺,,以提高其動(dòng)態(tài)特性、靜態(tài)剛度及熱穩(wěn)定性,。 % [7 c" t2 H" C1 j9 d% w7 O4 E" H
【3】從研發(fā)或生產(chǎn)工藝角度考慮,,需根據(jù)需要于計(jì)量實(shí)驗(yàn)室及車間現(xiàn)場布置合適的測量機(jī),對于需非破壞性檢測的工件,,于滿足可穿透條件下,,例如針對注塑或鋁壓鑄制品,可考慮基于X射線斷層掃描技術(shù)的CT測量機(jī),,以期符合內(nèi)外尺寸量測要求,,在條件允許的前提下,盡可能采用工序集中的原則,,例如配備多測頭平臺技術(shù)的坐標(biāo)測量機(jī)或復(fù)合式掃描測量機(jī),,以縮短測量鏈,提高整體測量效率,。 8 [3 n2 R& b0 B9 t' S
【4】從實(shí)際應(yīng)用角度考慮,,配備接觸式(固定式/旋轉(zhuǎn)式+掃描/點(diǎn)觸式)或非接觸式測頭(視像/激光/白光等),對于尺寸角度及形位公差等常規(guī)要求,,配備通用測量軟件平臺,,對于特殊應(yīng)用,可配置曲線曲面,,齒輪測量,,葉片評定,數(shù)據(jù)管理及統(tǒng)計(jì)分析等軟件或功能選項(xiàng),。
9 k# A- z5 a* g7 X0 G9 J【5】從工件幾何特征方面考慮,,大體可分為回轉(zhuǎn)體類(包括軸類、盤類),、板類,、殼體類及型腔模具類、箱體類、復(fù)合類及異形類零件等,。通常對于回轉(zhuǎn)體類或需采用回轉(zhuǎn)測量的精密部件,,多選用配備轉(zhuǎn)臺系統(tǒng)的測量機(jī),對于殼體及箱體類工件則多考慮配備固定式測頭系統(tǒng)的測量機(jī),,部分復(fù)合類及異形類零件甚至需考慮配備多種測頭系統(tǒng)以滿足全面的檢測要求,。隨著行業(yè)對于測量效率、精度及功能等方面的日益關(guān)注,,配備連續(xù)掃描測頭的CNC測量機(jī)仍是全球測量機(jī)產(chǎn)業(yè)主流發(fā)展方向,。
, l5 o+ d- X$ E1 y! u5 k- 演示及驗(yàn)證
) ?9 E Q$ E# M* q$ C- P* k7 f【1】 鑒于具體要求多樣化,用戶通�,?膳c測量機(jī)廠商預(yù)約并攜帶標(biāo)注若干關(guān)鍵尺寸特性的圖紙,、三維CAD模型、工件及夾具(如有)等進(jìn)行最終的機(jī)型,、精度及相關(guān)功能配置的確認(rèn),。 , }' d7 I1 V5 Y! @& C2 J
【2】 通過演示可了解及驗(yàn)證方案及配置的合理性,軟件及功能操作便捷性,,測量報(bào)告可視化,,更可進(jìn)一步了解測量機(jī)實(shí)際的綜合精度甚至重復(fù)性能,常規(guī)測量誤差尚可通過一定方法進(jìn)行補(bǔ)償,,而重復(fù)精度通常由測量機(jī)自身保證,,對于部分高要求或特定應(yīng)用,更可能涉及cg,、cgk,、GR&R等檢測能力驗(yàn)證。
; c! l/ U' G8 n6 t6 P! @6 i1 t! c0 D: r【3】測量機(jī)效益之關(guān)鍵在于使用效率,,因此,,演示過程可更好地了解符合要求的測量效率,有別于技術(shù)規(guī)格中的運(yùn)行速度及加速度指標(biāo),,可綜合了解于保證用戶要求的精度性能條件下,,包括高速連續(xù)掃描采樣及飛行掃描等可大幅縮短檢測時(shí)間的功能特點(diǎn),綜合評估若干典型特性的整體檢測時(shí)間,,以滿足生產(chǎn)節(jié)拍要求,。7 J* s' H4 O4 `: Q8 w
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