三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x可定義為一種具有可作三個(gè)方向移動(dòng)的探測(cè)器,可在三個(gè)相互垂直的導(dǎo)軌上移動(dòng),此探測(cè)器以接觸或非接觸等方式傳送訊號(hào),三個(gè)軸的位移測(cè)量系統(tǒng) ( 如光學(xué)尺 ) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)等計(jì)算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項(xiàng)功能測(cè)量的儀器。三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x的測(cè)量功能應(yīng)包括尺寸精度測(cè)量、定位精度測(cè)量、幾何精度測(cè)量及輪廓精度測(cè)量等。任何形狀都是由三維空間點(diǎn)組成的,所有的幾何量測(cè)量都可以歸結(jié)為三維空間點(diǎn)的測(cè)量,因此精確地進(jìn)行空間點(diǎn)坐標(biāo)的采集,是評(píng)定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本原理是將被測(cè)零件放入它允許的測(cè)量空間范圍內(nèi),精確地測(cè)出被測(cè)零件表面的點(diǎn)在空間三個(gè)坐標(biāo)位置的數(shù)值,將這些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過計(jì)算機(jī)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)算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。
1.固定工作臺(tái)懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
2.移動(dòng)橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
3.龍門式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
4.L型橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
5.固定橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
6.移動(dòng)工作臺(tái)懸臂式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
7.柱式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
8.水平懸臂三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
主要用于機(jī)械、汽車、航空、軍工、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測(cè)量,還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中,可以對(duì)工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測(cè),從而完成零件檢測(cè)、外形測(cè)量、過程控制等任務(wù)。
模具行業(yè)
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在模具行業(yè)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,它是一種設(shè)計(jì)開發(fā)、檢測(cè)、統(tǒng)計(jì)分析的現(xiàn)代化的智能工具,更是模具產(chǎn)品無與倫比的質(zhì)量技術(shù)保障的有效工具。當(dāng)今主要使用的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)有橋式測(cè)量機(jī)、龍門式測(cè)量機(jī)、水平臂式測(cè)量機(jī)和便攜式測(cè)量機(jī)。測(cè)量方式大致可分為接觸式與非接觸式兩種。
模具的型芯型腔與導(dǎo)柱導(dǎo)套的匹配如果出現(xiàn)偏差,可以通過三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)找出偏差值以便糾正。在模具的型芯型腔輪廓加工成型后,很多鑲件和局部的曲面要通過電極在電脈沖上加工成形,從而電極加工的質(zhì)量和非標(biāo)準(zhǔn)的曲面質(zhì)量成為模具質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)量電極的形狀必不可少。 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以應(yīng)用3D數(shù)模的輸入,將成品模具與數(shù)模上的定位、尺寸、相關(guān)的形位公差、曲線、曲面進(jìn)行測(cè)量比較,輸出圖形化報(bào)告,直觀清晰的反映模具質(zhì)量,從而形成完整的模具成品檢測(cè)報(bào)告。 在某些模具使用了一段時(shí)間出現(xiàn)磨損要進(jìn)行修正,但又無原始設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)(即數(shù)模)的情況下,可以用截面法采集點(diǎn)云,用規(guī)定格式輸出,探針半徑補(bǔ)償后造型,從而達(dá)到完好如初的修復(fù)效果。
當(dāng)一些曲面輪廓既非圓弧,又非拋物線,而是一些不規(guī)則的曲面時(shí),可用油泥或石膏手工做出曲面作為底胚。然后用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)出各個(gè)截面上的截線、特征線和分型線,用規(guī)定格式輸出,探針半徑補(bǔ)償后造型,在造型過程中圓滑曲線,從而設(shè)計(jì)制造出全新的模具。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)就以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字化能力,成為現(xiàn)代制造業(yè)尤其是模具工業(yè)設(shè)計(jì)、開發(fā)、加工制造和質(zhì)量保證的重要手段。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)于模具工業(yè)的兩個(gè)重要作用。
第一、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠?yàn)槟>吖I(yè)提供質(zhì)量保證,是模具制造企業(yè)測(cè)量和檢測(cè)的最好選擇。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在處理不同工作方面的靈活性以及自身的高精度,使其成為一個(gè)仲裁者。在為過程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時(shí),三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可提供入廠產(chǎn)品檢驗(yàn)、客戶質(zhì)量檢測(cè)、量規(guī)檢驗(yàn)、模具工件的檢測(cè)等附加性能。高度柔性的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)可以配置在車間環(huán)境,并直接參與到模具加工、裝配、試模、修模的各個(gè)階段,提供必要的檢測(cè)反饋,減少返工的次數(shù)并縮短模具開發(fā)周期,從而最終降低模具的制造成本并將生產(chǎn)納入控制。
第二、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具備強(qiáng)大的逆向工程能力,是一個(gè)理想的數(shù)字化工具。通過三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)測(cè)頭和不同結(jié)構(gòu)形式的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的組合,能夠快速、精確的獲取工件表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特征,這對(duì)于模具的設(shè)計(jì)、樣品的復(fù)制、損壞模具的修復(fù)特別有用。此外,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的接觸式掃描測(cè)頭,利用測(cè)量軟件提供的強(qiáng)大的掃描功能,能夠完成自由曲面形狀特征的復(fù)雜工件CAD模型的復(fù)制。無需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換,可以被各種CAD軟件直接識(shí)別和編程,從而大大提高了模具設(shè)計(jì)的效率。
具體來說,在模具制造企業(yè)中應(yīng)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)完成設(shè)計(jì)和檢測(cè)任務(wù)時(shí),要密切關(guān)注測(cè)量基準(zhǔn)的選擇、測(cè)頭的標(biāo)定和選擇、測(cè)點(diǎn)數(shù)及測(cè)量位置的規(guī)劃、坐標(biāo)系的建立、環(huán)境的影響等多方面的因素。這當(dāng)中的每一個(gè)因素,都足以影響測(cè)量結(jié)果的精確和效率。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在模具生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)是是目不可待了,有些模具的設(shè)計(jì)就需要用到三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)??梢院艽蟪潭壬咸岣吣>叩脑O(shè)計(jì)效率,精確度也會(huì)得到大大的提升。
汽車行業(yè)
坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是通過測(cè)頭系統(tǒng)與工件的相對(duì)移動(dòng),探測(cè)工件表面點(diǎn)三維坐標(biāo)的測(cè)量系統(tǒng)。通過將被測(cè)物體置于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的測(cè)量空間,利用接觸或非接觸探測(cè)系統(tǒng)獲得被測(cè)物體上各測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)位置,根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,由軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,求出待測(cè)的幾何尺寸和形狀、位置。因此,坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具備高精度、高效率和萬(wàn)能性的特點(diǎn),是完成各種汽車零部件幾何量測(cè)量與品質(zhì)控制的理想解決方案。
汽車零部件具有品質(zhì)要求高、批量大、形狀各異的特點(diǎn)。根據(jù)不同的零部件測(cè)量類型,主要分為箱體、復(fù)雜形狀和曲線曲面三類,每一類相對(duì)測(cè)量系統(tǒng)的配置是不盡相同的,需要從測(cè)量系統(tǒng)的主機(jī)、探測(cè)系統(tǒng)和軟件方面進(jìn)行相互的配套與選擇。
制造行業(yè)
在現(xiàn)代制造業(yè)中,高精度的綜合測(cè)量機(jī)越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)過程中,使產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對(duì)制造流程進(jìn)行控制,通過信息反饋對(duì)加工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)的調(diào)整,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程,提高生產(chǎn)效率。
制造業(yè)中的質(zhì)量目標(biāo)在于將零件的生產(chǎn)與設(shè)計(jì)要求保持一致。但是,保持生產(chǎn)過程的一致性要求對(duì)制造流程進(jìn)行控制。建立和保持制造流程一致性最為有效的方法是準(zhǔn)確地測(cè)量工件尺寸,獲得尺寸信息后,分析和反饋數(shù)據(jù)到生產(chǎn)過程中,使之成為持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效工具。
三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是測(cè)量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一,因?yàn)樗梢源娑喾N表面測(cè)量工具及昂貴的組合量規(guī),并把復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)所需時(shí)間從小時(shí)減到分鐘,并快速準(zhǔn)確地評(píng)價(jià)尺寸數(shù)據(jù),為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息。
發(fā)動(dòng)機(jī)是由許多各種形狀的零部件組成,這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動(dòng)機(jī)的性能和壽命。因此,需要在這些零部件生產(chǎn)中進(jìn)行非常精密的檢測(cè),以保證產(chǎn)品的精度及公差配合。
在傳統(tǒng)測(cè)量方法選擇上,人們主要依靠?jī)煞N測(cè)量手段完成對(duì)箱體類工件和復(fù)雜幾何形狀工件的測(cè)量,即:通過三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)執(zhí)行箱體類工件的檢測(cè);通過專用測(cè)量設(shè)備,例如專用齒輪檢測(cè)儀、專用凸輪檢測(cè)設(shè)備等完成具有復(fù)雜幾何形狀工件的測(cè)量。因此對(duì)于從事生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀工件的企業(yè)來說,完成上述產(chǎn)品的質(zhì)量控制企業(yè)不僅需要配置通用測(cè)量設(shè)備,例如三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),通用標(biāo)準(zhǔn)量具、量?jī)x,齒輪專用檢測(cè)儀器,凸輪檢測(cè)儀器等。這樣往往導(dǎo)致企業(yè)的計(jì)量部門需要配置多類型的計(jì)量設(shè)備和從事計(jì)量操作的專業(yè)檢測(cè)人員,計(jì)量設(shè)備使用率較低,同時(shí)企業(yè)負(fù)擔(dān)較高的計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用和計(jì)量設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用;企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)柔性、通用計(jì)量檢測(cè)。因此,降低企業(yè)的測(cè)量成本,計(jì)量人員的培訓(xùn)費(fèi)用,測(cè)量設(shè)備的使用和維修費(fèi)用,達(dá)到提高測(cè)量檢測(cè)效率的目的,使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實(shí)時(shí)質(zhì)量控制能力,這將關(guān)系到企業(yè)在市場(chǎng)活動(dòng)中的應(yīng)變能力,對(duì)幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場(chǎng)信譽(yù),具有重要的決定作用。
測(cè)量功能
幾何元素的測(cè)量,包括點(diǎn)、線、面、圓、球、圓柱、圓錐等等;
測(cè)量高精度的幾何零件和曲面;
測(cè)量復(fù)雜形狀的機(jī)械零部件;
檢測(cè)自由曲面;
可選用接觸式或非接觸式測(cè)頭進(jìn)行連續(xù)掃描。
設(shè)備特點(diǎn)
核心零部件及軟件全部原裝進(jìn)口
單邊活動(dòng)橋式結(jié)構(gòu),顯著提高運(yùn)動(dòng)性能,確保測(cè)量精度及穩(wěn)定性
三軸導(dǎo)軌均采用高精密天然花崗巖,具有相同的溫度特性及剛性
三軸導(dǎo)軌均采用自潔式預(yù)載荷高精度空氣軸承,運(yùn)動(dòng)更平穩(wěn),導(dǎo)軌永不受磨損
金屬光柵尺,更接近花崗巖基體的熱膨脹系數(shù),提高了設(shè)備的穩(wěn)定性
高速高精度自動(dòng)控制系統(tǒng),內(nèi)嵌32位微處理器,真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)控制;上下位采用光纖通訊,增強(qiáng)了電氣抗干擾能力。
軟件特點(diǎn)
軟件運(yùn)行在WINDOWS 2000/XP環(huán)境下,全中文界面;面向?qū)ο蟮木幊谭绞?,支持圖形鏡像功能。
三維CAD數(shù)模導(dǎo)入、再現(xiàn)實(shí)體或線架模型、DMIS、STEP文件導(dǎo)入導(dǎo)出、測(cè)量結(jié)果的IGES文件輸出,支持逆向工程。
動(dòng)態(tài)CMM模型,支持測(cè)量機(jī)和測(cè)頭的模擬和RENISHAW測(cè)頭圖形庫(kù)。
測(cè)頭管理功能,可動(dòng)態(tài)選擇多種測(cè)針。
幾何元素的測(cè)量,包括點(diǎn)、線、面、圓、球、圓柱、圓錐等等。
曲線、曲面掃描,支持點(diǎn)位掃描功能,IGES文件的數(shù)據(jù)輸出,CAD 名義數(shù)據(jù)定義、ASCII 文本數(shù)據(jù)輸入、名義曲線掃描、符合公差定義的輪廓分析。
形位公差的計(jì)算,包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平行度、位置度、對(duì)稱度、同心度等等;
支持傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出報(bào)告、圖形化檢測(cè)報(bào)告、圖形數(shù)據(jù)附注、數(shù)據(jù)標(biāo)簽輸出等多種輸出方式;
工件坐標(biāo)系管理,指定基準(zhǔn)面(軸)即可生成工件坐標(biāo)系,并可實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系平移、旋轉(zhuǎn)及迪卡爾坐標(biāo)和極坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換,支持3-2-1找正。
誤差補(bǔ)償功能,進(jìn)一步提高機(jī)器測(cè)量精度。
臺(tái)式:采用高精度精密型測(cè)量機(jī)的專用結(jié)構(gòu),由固定橋和移動(dòng)工作臺(tái)組成,其牢固的機(jī)械結(jié)構(gòu)確保了系統(tǒng)具備最大的剛性、最佳的穩(wěn)定性和最小的振動(dòng),保證了整個(gè)測(cè)量空間極高的測(cè)量精度。配以測(cè)量軟件包,使其成為性價(jià)相比當(dāng)高的產(chǎn)品。
便攜式:
1、碳石墨臂身整體構(gòu)造使便攜性良好,配合內(nèi)置集成擴(kuò)展使用電池----提供真正的”隨時(shí)隨地”測(cè)量
2、在每個(gè)關(guān)節(jié)設(shè)有超負(fù)荷傳感器----確保手臂保持最佳精度及無限位旋轉(zhuǎn)
3、內(nèi)置式自平衡機(jī)構(gòu)----提供舒適的無應(yīng)力使用
4、內(nèi)置雙模式自動(dòng)觸發(fā)和硬式測(cè)頭----使用戶可以隨時(shí)校準(zhǔn)各種測(cè)頭
5、內(nèi)置溫度補(bǔ)償系統(tǒng)----將環(huán)境變化對(duì)測(cè)量臂本身的影響降至最小
6 、通用 3.5 英寸快速裝配圓盤底座 ---- 提供在金屬表面或花崗石平臺(tái)上的快速安裝
7 、采用 USB 接口 ----電腦與設(shè)備采用了USB數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接,無需驅(qū)動(dòng),做到即插即用
8、任何人在任何地方均可以前所未有的精度對(duì)部件、固定設(shè)備及組件進(jìn)行檢查、逆向工程或執(zhí)行CAD至部件分析。如果您將該精度與其可修改的3D 測(cè)量技術(shù)和定制零培訓(xùn)軟件工具(帶或不帶CAD)結(jié)合起來,鉑金測(cè)量臂將是需要GD&T 和SPC輸出的成型、鑄模、制造、鑄造及裝配設(shè)備的理想解決方案。此外,它還具備真正的便攜性能和改進(jìn)的生物工程技術(shù)。事實(shí)上,超負(fù)荷傳感器可防止用戶使手臂超載,從而確保測(cè)量的精確性,使其成為“唯一有感覺的手臂”。
產(chǎn)品的主要配件:校正球、校正塊、光柵尺、探針、控制器、測(cè)量軟件、磁力吸盤、測(cè)頭等等。
●萬(wàn)能柔性三坐標(biāo)夾具主體部分---裝夾平板,可以充分保護(hù)大理石平臺(tái)精度,避免工件直接接觸大理石工作臺(tái),延長(zhǎng)其使用壽命;
●萬(wàn)能柔性
三坐標(biāo)夾具只要通過一些簡(jiǎn)單的組合,可以實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品和較復(fù)雜產(chǎn)品的裝夾,可以為用戶省去那些專用夾具設(shè)計(jì)制作資金,更好的節(jié)省生產(chǎn)成本,提升企業(yè)收益率與市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力;
●可實(shí)現(xiàn)精確的重復(fù)定位,主體安裝板的每個(gè)孔及夾具組成部件都有代號(hào),每種工件的裝夾方式都可以用這些代號(hào)制作成記事本記錄下來,方便以后測(cè)量使用,能夠?yàn)橛脩糇畲笙薅葴p少裝夾時(shí)間、提高工作效率,以及提供可靠的裝夾方式,最大限度減少測(cè)量誤差,為準(zhǔn)確的測(cè)量數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ);
注:夾具是可根據(jù)客戶需求,根據(jù)三坐標(biāo)行程來定制,并非一成不變。
國(guó)際ISO標(biāo)準(zhǔn)
編輯
根據(jù)現(xiàn)行的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn),對(duì)于測(cè)量機(jī)的不確定度和檢測(cè)程序在ISO10360中進(jìn)行了描述。
ISO10360標(biāo)準(zhǔn)主要確定了以下三項(xiàng)誤差:
A.長(zhǎng)度測(cè)量最大允許示值誤差MPEE(ISO10360-2)
在測(cè)量空間的任意7種不同的方位,測(cè)量一組5種尺寸的量塊,每種量塊長(zhǎng)度分別測(cè)量3次。
所有測(cè)量結(jié)果必須在規(guī)定的MPEE值范圍內(nèi)。
B.最大允許探測(cè)誤差MPEP(ISO10360-2)
25點(diǎn)測(cè)量精密標(biāo)準(zhǔn)球,探測(cè)點(diǎn)分布均勻。最大允許探測(cè)誤差MPEP值為所有測(cè)量半徑的最大差值。
MPEP是測(cè)量機(jī)的形狀公差。
如果測(cè)量了一個(gè)精密環(huán)規(guī),所繪制圖上的形狀公差就是測(cè)量機(jī)的形狀公差(=MPEP)。
C.最大允許掃描探測(cè)誤差MPETHP(ISO10360-4)
沿標(biāo)準(zhǔn)球上4條確定的路徑進(jìn)行掃描。最大允許掃描探測(cè)誤差MPETHP值為所有測(cè)量半徑的最大差值。
在可接受不確定度水平上采集點(diǎn)的數(shù)量,確定了測(cè)量機(jī)的工作效率。一些測(cè)量機(jī)能夠在一分鐘內(nèi)采集超過100個(gè)數(shù)據(jù)點(diǎn),而可以達(dá)到非常接近計(jì)量型的精度。