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三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在精密加工中的應(yīng)用發(fā)布日期:2023-12-06 11:32:05
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是近50年發(fā)展起來的一種高效率的新型精密測(cè)量?jī)x器。它的出現(xiàn),一方面是由于自動(dòng)機(jī)床、數(shù)控機(jī)床高效率加工以及越來越多復(fù)雜形狀零件加工需要有快速可靠的測(cè)量設(shè)備與之配套;另一方面是由于電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、數(shù)字控制技術(shù)以及精密加工技術(shù)的發(fā)展為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的產(chǎn)生提供了技術(shù)基礎(chǔ)。
現(xiàn)代 CMM 不僅能在計(jì)算機(jī)控制下完成各種復(fù)雜測(cè)量,而且還可以通過與數(shù)控機(jī)床交換信息,實(shí)現(xiàn)對(duì)加工的控制,并且還能夠根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù),實(shí)現(xiàn)逆向工程。目前,CMM 已廣泛用于機(jī)械制造業(yè)、汽車工業(yè)、電子工業(yè)、航空航天工業(yè)和國(guó)防工業(yè)等各部門,成為現(xiàn)代工業(yè)檢測(cè)和質(zhì)量控制不可缺少的萬能測(cè)量設(shè)備。
由于它通用性強(qiáng),測(cè)量范圍大,精度高,效率高,性能好,能與柔性制造系統(tǒng)相連接,已成為一類大型精密儀器,故有"測(cè)量中心”之稱。
在高精度測(cè)量領(lǐng)域,著名的廠商德國(guó)卡爾•蔡司(Carl Zeiss)公司的CONTURA G2 產(chǎn)品(如圖所示)以其在硬件和軟件配置上具有的優(yōu)勢(shì),使得連續(xù)掃描測(cè)量和逆向工程測(cè)量完全滿足精密測(cè)量的要求。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本工作原理
幾何量測(cè)量是以點(diǎn)的坐標(biāo)位置為基礎(chǔ)的,它分為一維、二維和三維測(cè)量。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本原理是將被測(cè)零件放入它容許的測(cè)量空間,精密地測(cè)出被測(cè)零件在 X、Y、Z 三個(gè)坐標(biāo)位置的數(shù)值,根據(jù)這些點(diǎn)的數(shù)值經(jīng)過計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理,擬合形成測(cè)量元素,如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等,經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算得出形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。
CONTURA G2 RDS三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的組成和特性
1)測(cè)頭系統(tǒng):
測(cè)頭系統(tǒng)包括探頭、吸盤、探針、讀數(shù)頭、光柵尺。
2)硬件控制系統(tǒng):
C99 控制柜,具備計(jì)算機(jī)輔助誤差修正功能,可對(duì) CMM 和傳感器做實(shí)時(shí)的動(dòng)態(tài)修正,確保得到精確的結(jié)果。
電氣驅(qū)動(dòng)系統(tǒng),包括電機(jī)、摩擦滾、鋼帶、皮帶、氣墊(氣浮軸承)、氣管、過濾器、氣壓表、調(diào)壓閥。
3) 其它機(jī)械部件
包括花崗巖臺(tái)面、三軸導(dǎo)軌、減震墊、支撐基架、Z 軸平衡氣缸、電磁閥等。
數(shù)據(jù)處理軟件系統(tǒng)(CALYPSO 測(cè)量軟件),利用該軟件,可把 CAD 數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)變成測(cè)量程序,從而獲得準(zhǔn)確無誤的檢測(cè)方案。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在精密檢測(cè)中的應(yīng)用
目前利用 CONTURA G2 RDS 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),對(duì)下圖所示工件的開有多條狹縫的表面進(jìn)行了平面度的幾何測(cè)量。
測(cè)量程序的編制利用了Calypso測(cè)量軟件強(qiáng)大的開放式脫機(jī)編程功能,這種編程方法的好處一是只要將設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的CAD圖紙文件直接輸入到測(cè)量軟件中,就可以進(jìn)行編程。不必等工件加工完成后才可以進(jìn)行程序測(cè)量,可大大提高工作效率。第二是在程序編制完成之后,可以在CAD環(huán)境中直接調(diào)用程序進(jìn)行模擬測(cè)量,對(duì)程序進(jìn)行驗(yàn)證,找出運(yùn)行過程中出現(xiàn)的錯(cuò)誤測(cè)量路徑和采點(diǎn),同時(shí)對(duì)程序進(jìn)行修正,將實(shí)際測(cè)量中可能出現(xiàn)的問題降到最低,最大程度的保證了測(cè)量過程中的安全性。