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使用方法
三坐标测量机(CMM)的测量方式通常可分为接触式测量、非接触式测量和接触与非接触并用式测量。
其中,接触测量方式常用于机加工产品、压制成型产品、金属膜等的测量。为了分析工件加工数据,或为逆向工程提供工件原始信息,经常需要用三坐标测量机对被测工件表面进行数据点扫描。以三坐标的FOUNCTION-PRO型三坐标测量机为例,介绍三坐标测量机的几种常用扫描方法及其操作步骤。
三坐标测量机的扫描操作是应用PC DMIS程序在被测物体表面的特定区域内进行数据点采集,该区域可以是一条线、一个面片、零件的一个截面、零件的曲线或距边缘一定距离的周线等。扫描类型与测量模式、测头类型以及是否有CAD文件等有关,控制屏幕上的“扫描”(Scan)选项由状态按钮(手动/DCC)决定。若采用DCC方式测量,又有CAD文件,则可供选用的扫描方式有“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)、“面片”(Patch)、“截面”(Section)和“周线”(Perimeter)扫描;若采用DCC方式测量,而只有线框型CAD文件,则可选用“开线”(Open Linear)、“闭线”(Closed Linear)和“面片”(Patch)扫描方式;若采用手动测量模式,则只能使用基本的“手动触发扫描”(Manul TTP Scan)方式;若采用手动测量方式并使用刚性测头,则可用选项为“固定间隔”(Fixed Delta)、“变化间隔”(Variable Delta)、“时间间隔”(Time Delta)和“主体轴向扫描”(Body Axis Scan)方式。
下面详细介绍在DCC状态下,进入“功能”(Utility)菜单选取“扫描”(Scan)选项后可供选择的五种扫描方式。
仪器简介
三坐标测量仪是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量机或三坐标量床。三坐标测量仪又可定义“一种具有可作三个方向移动的探测器,可在三个相互垂直的导轨上移动,此探测器以接触或非接触等方式传递讯号,三个轴的位移测量系统(如光栅尺)经数据处理器或计算机等计算出工件的各点(x,y,z)及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等 [1] 。
机型介绍
结构型式:三轴花岗岩、四面全环抱的德式活动桥式结构
传动方式:直流伺服系统 + 预载荷高精度空气轴承
长度测量系统:RENISHAW开放式光栅尺,分辨率为0.1μm
测头系统:雷尼绍控制器、雷尼绍测头、雷尼绍测针
机 台:高精度(00级)花岗岩平台
使用环境:温度(20±2)℃,湿度40%-70% ,温度梯度1℃/m,温度变化 1℃/h
空气压力:0.4 MPa - 0.6 Mpa
空气流量:25 L/min
长度精度MPEe: ≤2.1+L/350 (μm)
探测球精度MPEp: ≤2.1μm
功能原理
简单地说,三坐标测量机就是在三个相互垂直的方向上有导向机构、测长元件、数显装置,有一个能够放置工件的工作台(大型和巨型不一定有),测头可以以手动或机动方式轻快地移动到被测点上,由读数设备和数显装置把被测点的坐标值显示出来的一种测量设备。显然这是简单、原始的测量机。有了这种测量机后,在测量容积里任意一点的坐标值都可通过读数装置和数显装置显示出来。测量机的采点发讯装置是测头,在沿X,Y,Z三个轴的方向装有光栅尺和读数头。其测量过程就是当测头接触工件并发出采点信号时,由控制系统去采集当前机床三轴坐标相对于机床原点的坐标值,再由计算机系统对数据进行处理。
性能特点
1、 X向横梁:采用精密斜梁技术。
2、Y向导轨:采用特的直接加工在工作台上的整体下燕尾槽定位结构。
3、导轨方式:采用自洁式预载荷高精度空气轴承组成的四面环抱式静压气浮导轨。
4、驱动系统:采用本产高性能DC直流伺服电机、柔性同步齿形带传动装置,各轴均有限位和电子控制,传动更快捷、运动性能更佳。
5、Z向主轴:可调节的气动平衡装置,提高了Z轴的定位精度。
6、控制系统:采用进口的双计算机三座标控制系统。
7、机器系统:采用计算机3D误差修正技术(CAA),保证系统的长期的稳定性和高精度。
8、测量软件:采用功能强大的3D-DMIS测量软件包,具有完善的测量功能和联机功能。
空调的风向对测量机温度的影响
测量机房的空调应尽量选择变频空调。变频空调节能性能好,主要的是控温能力强。在正常容量的情况下,控温可在±1℃范围内。
由于空调器吹出风的温度不是20℃,因此决不能让风直接吹到测量机上。有时为防止风吹到测量机上而把风向转向墙壁或一侧,结果出现机房内一边热一边凉,温差非常大的情况。
空调器的安装应有规划,应让风吹到室内的主要位置,风向向上形成大循环(不能吹到测量机),尽量使室内温度均衡。
有条件的,应安装风道将风送到房间顶部通过双层孔板送风,回风口在房间下部。这样使气流无规则的流动,可以使机房温度控制更加合理。
空调的开关时间对机房温度的影响
许每天早晨上班时打开空调,晚上下班再关闭空调。待机房温度稳定大约4小时后,测量机精度才能稳定。
这种工作方式严重影响测量机的使用效率,在冬夏季节精度会很难保证。对测量机正常稳定也会有很大影响。
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