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如何正確選購三坐標測量機
如何正確選購三坐標測量機

2006-9-14 0:00:00 來自:廣州精密儀器網
  
制造業中的質量目標在于將零件的生產與設計要求保持一致。但是,保持生產過程的一致性要求對制造流程進行控制。建立和保持制造流程一致性最為有效的方法是準確地測量工件尺寸,獲得尺寸信息后,分析和反饋數據到生產過程中,使之成為持續提高產品質量的有效工具。 
 三坐標測量機是測量和獲得尺寸數據的最有效的方法之一,因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規,并把復雜的測量任務所需時間從小時減到分鐘。三坐標測量機的功能是快速準確地評價尺寸數據,為操作者提供關于生產過程狀況的有用信息,這與所有的手動測量設備有很大的區別。下面,我們將對如何選擇三坐標測量機作一介紹: 
 三坐標測量機通過一個叫做測頭的傳感器接觸工件測量,所獲得的數據可以與工件或某一工件特征(如孔)的尺寸描述結合在一起。通過這些尺寸描述,就比較容易地確定工件或特征是否超差。這些信息也為糾正引起超差的生產過程中的失常提供了線索。
  讓三坐標測量機適合您的應用  
 如果一臺三坐標測量機正是你的工作所需,如何選擇最好的?首先要確定的是要購買那一種型號的三坐標測量機。根據測量機上測頭安置的方位,有三種基本類型:垂直式、水平式和便攜式。
 垂直式三坐標測量機在垂直臂上安裝測頭。這種測量機的精度比水平式測量機要高,因為橋式結構比較穩固而且移動部件較少,使得它們具有更好的剛性和穩定性。垂直式三坐標測量機包含各種尺寸,可以測量從小齒輪到發動機箱體,甚至是商業飛機的機身。 
 水平式測量機把測頭安裝在水平軸上。它們一般應用于檢測大型工件,如汽車的車身,以中等水平的精度檢測。 
 便攜式測量機簡化了那些不能移到測量機上的工件和裝配件的測量,便攜式測量機可以安裝在工件或裝配件上面甚至是里面,這便允許了對于內部空間的測量,允許用戶在裝配現場測量,從而節省了了移動、運輸和測量單個工件的時間。 
 為使三坐標測量機保持穩固,在設計過程中,一般通過提高結構部件的橫截面、加大空氣軸承的距離、提高電機的驅動力量、基于重量和溫度性能優化選擇結構的材料來增加質量和剛性,提高測量精度、重復性及測量速度、加速度。這些原理也應用到一些水平式車間型三坐標測量機上,這種系統把水平式測量機的靈活性和垂直式設計的高精度結合在一起。 
 水平測量的方向使得測量機與水平式機床加工設備的搭配更為合理。它們尤其適合測量那些需要高精度測量的大的齒輪箱和發動機殼體。 
 轉臺的加入使四個軸成為可能,雙臂配置也可實現,都可以測量到工件的各個方向。水平臂配置比較容易地裝卸工件,小型的、車間型的水平臂測量機適用于高速生產過程中。 
  選擇一臺適當的儀器  
 三坐標測量機可根據應用選擇有兩種方式:手動和自動。如果您只需要檢測幾何量和公差都比較簡單的工件,或測量各種小批量的不盡相同的工件,手動儀器是最佳選擇。手動測量機的軟件也可儲存和調用測量程序,從而加快了重復性測量。如果需要檢測大批量相同的工件,或要求較高的精度,要選擇直接用計算機控制的測量機。數控測量機可自動檢測并消除操作者對測量結果的影響。程序驅動意味著可實現無誤差的高檢測速度。
 公差也非常重要,手動測量機很難達到更小的公差要求,而數控測量機通過其連續的觸測使其更適合具有嚴格公差要求工件的高精度和高重復性要求。 
 數控測量機通過安裝一個模擬掃描測頭,用于測量要求大量的數據來定義它們的幾何量的工件,如:齒輪、圓柱體、汽車車身、擋風玻璃的測量。對于那些完全用算術方法YDD定義或是完全未知的工件來說,這些測頭能夠提供連續的數據采集,并可從部分工件和模型上進行逆向工程。對于非常小輪廓形工件來說,掃描測頭因其小的掃描面并需要大量數據來進行定義而成為理想的選擇。
 測量機安裝的場地也很重要。理想情況是,測量機應盡量靠近生產過程中制造工件的操作者附近安裝。這些車間型測量機一般具有友好的用戶操作接口,具有與機床類似的控制界面。 
 不同型號的測量機可以共同工作。一臺計量型的垂直式測量機一般使用的精密計量室,作為產品性能的主仲裁,工作型的測量機使用在生產線,對工件的質量進行評判,并提供實時的統計過程控制,并平滑地與整個制造流程規劃進行過渡。 
  需要考察的關鍵部分  
 一旦你確定了如何以及在何處使用測量機,有一些關鍵的性能需要進行考察,這包括了測量不確定度和工作效率。根據現行的國際標準,對于測量機的不確定度和檢測程序在ISO 10360中進行了描述。 
 ISO 10 360標準:    ISO 10 360主要確定了以下三項誤差:    A.長度測量最大允許示值誤差MPEE(ISO 10 360-2 )    在測量空間的任意7種不同的方位,測量一組5種尺寸的量塊,每種量塊長度分別測量3次。所有測量結果必須在規定的MPEE值范圍內。    B.最大允許探測誤差MPEP(ISO 10 360-2)    25點測量精密標準球,探測點分布均勻。最大允許探測誤差MPEP值為所有測量半徑的最大差值。MPEP是測量機的形狀公差。如果測量了一個精密環規,所繪制圖上的形狀公差就是測量機的形狀公差(=MPEP)。   C.最大允許掃描探測誤差MPETHP(ISO 10 360-4)
 沿標準球上4條確定的路徑進行掃描。最大允許掃描探測誤差MPETHP值為所有測量半徑的最大差值。 
 在可接受不確定度水平上采集點的數量,確定了測量機的工作效率。一些測量機能夠在一分鐘內采集超過100個數據點,而可以達到非常接近計量型的精度。
 測量機能夠為現代制造業提供保證,因為它可取代平面的測量工具、固定的或定制的量規,以及精密的手工測量工具。他們在處理不同工作方面的靈活性使其成為一個主仲裁者。在為過程控制提供尺寸數據的同時,測量機還可提供入廠產品檢驗、機床的校驗、客戶質量認證、量規檢驗、加工試驗以及優化機床設置等附加性能。對于固定資產的投入有許多要考慮的因素,但一但考慮到提高了生產效率、降低了成本并將生產納入了控制,測量機就是測量和檢測的最好的選擇。 
  選擇正確的測量軟件  
 軟件能夠使測量機滿足對于速度和精度的潛在需要。當今的測量軟件,能夠達到這種程度,即使是最復雜的程序也不需要計算機編程的知識。今天的測量軟件是菜單驅動的,也就是說,它提醒操作者他需要做什么,甚至會推薦最有可能的選項。 
 軟件程序還具有統計過程分析和控制功能。對于薄壁件測量的應用軟件簡化了包含臺階邊緣、通過螺帽和螺栓連接的工件的定位與測量。功能完備的輪廓測量使得測量機能夠快速、準確地確定復雜的、非幾何形狀的、沒有直邊的工件,如渦輪葉片、螺旋壓縮器轉子、齒輪、活塞、凸輪和曲軸。 
 軟量規工作包能夠圖形化地構造量規,通過數學的方法插入零件的特征,從而校正幾何尺寸。一些程序提供了這樣的???,用來測量非規則形狀的零件,如薄壁件和塑料裝配件,擋風玻璃和排氣裝置。這樣就減少了對于昂貴固定量儀的需要。其他的??榭芍蔥?-D和3-D最優化流程,并可完成輪廓比較。 
 數據傳輸標準是由行業漸漸發展起來并得到廣泛接受,如尺寸測量接口標準(DMIS),是用來完成從YDD系統到測量機的通訊的;初始化圖形交換標準(IGES)是為了完成從YDD系統到YDD系統的數據交換。這樣的功能,使得測量機能夠用在逆向工程等場合下。這時,產品的數據來自于??榛蠆糠至慵牟飭恐?。數據的傳輸還能夠直接從YDD數據開發測量程序,在合適的情況下,甚至是脫機進行,從而減輕了生產中測量機的負擔。 
 挑選合適的軟件包是從測量機獲益的最為關鍵的因素 
 當你確定一臺測量機是你所需,測量機制造商會建議合適的軟件滿足機器和應用,你應該聽從這些推薦。但是,在做出決定以前,你應當遵循一些通常的規則。 
 * 測量軟件必須便于操作。使用起來越是容易,測量和檢測流程越快。最快速、簡單的軟件都是采用圖形用戶接口(GUI)而不是鍵盤輸入命令。   ?。?選擇一臺廣泛應用的PC機和WINDOWS操作系統來運行測量軟件,他們目前在行業占絕大多數。這樣,培訓、服務和升級將不成問題。   ?。?軟件包應當滿足不同級別操作者的要求,例如,一個車間的接口用來執行檢測程序,而編程的接口用來使技術人員輸入程序,變換數控命令,整合特殊定制的應用程序和為復雜零件開發測量程序。   ?。?測量軟件需要產生清晰、明確的測量結果圖形化表示。數據以這種方式進行展示,對于操作者來說將比較容易地校正超差情況,對那些需要將檢測流程進行歸檔的人員來說也非常有用。   ?。?確信軟件可實現升級,并且新舊版本可以兼容。如果你的軟件向下不能夠兼容,你將會經歷一場毀滅性破壞。   ?。?測量軟件必須能夠同YDD/YDM程序和系統進行通訊。盡管你現在可能不用YDD/YDM系統,但將來你會用到。具備一個完整的測量程序,能夠有效地提高制造流程的產品質量。 
 優質的技術服務,將會協助您最大限度地發揮測量機的應用作用 
 在選購了適用、可靠性能測量機的基礎上,您還需要充分考慮到測量機供應商的技術實力和應用、技術服務能力,是否具有本地化的技術和長久綜合發展實力,并擁有眾多的客戶群和廣泛的認知。通過及時可靠的技術服務支持和備件保障,對于測量機的長期高效率運行提供保障。同時,擁有著專業的培訓和應用支持隊伍,使得客戶能夠從容應對紛繁復雜的各種測量任務。
 
 

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