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如何選擇合適的三坐標測量機


隨著現代技術的不斷發展,對品質和精度的要求越來越高。在精密檢測和產品質量控制、新品開發、工藝流程控制、模具制造、提升企業效率和品質手段方面,三坐標測量機正發揮著不可替代的作用。如何選用適合的測量系統,并產生較高的經濟效益和使用價值,是廣大用戶關心的重要課題。下面介紹坐標測量機系統選購注意事項。

 
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。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。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,并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。
選擇一臺適當的機器能夠滿足工廠持久的使用,需要考察的關鍵在于:

1.合理的測量精度
首要的是精度指標應滿足要求。選用時可根據被測工件要求的檢測精度與測量機給定的測量不確定度相對比,在一般測量中,測量不確定度應為被測工件尺寸公差帶的1/3~1/5。對于精密測量及復雜的形位測量要求更高,為被測尺寸公差帶的1/5~1/8。尤其重要的是重復精度必須滿足要求,因為系統誤差可以通過一定方法補償,而重復精度是由測量機本身決定的。好的坐標測量系統不僅要精度高,更重要的是精度能夠保持穩定。
測量復雜零件時,測頭角度及測桿的改變會帶來微小誤差,建議用戶選用精度(包括重復精度)高一些的測量系統,以便能滿足企業未來的發展需要。
 
2.合理測量范圍
測量范圍是選擇測量機時的基本參數。選擇測量范圍時,應考慮以下三個方面。
 
〈1〉工件所需測量的部分,不一定是整個工件。如要測量的部位位于工件的某個局部,除了測量機的測量范圍要能覆蓋被測部位之外,還要考慮整個工件能否在機臺上安置。一般應根據工件大小選擇測量機的測量范圍。
〈2〉Z軸行程與Z向空間高度的關系。Z軸行程是Z軸的測量范圍,而Z向空間高度是工件能放得下的高度,另外要考慮Z軸加裝上測頭系統后所能測量的空間。
〈3〉測桿變化問題。有的測頭上有星形探針,這些探針在測量時往往要超出工件的被測部分。一般工件尺寸為l時,要求測量范圍L=l+2C,C為探針或所需加長桿的長度。因此測量范圍等于工件被測的最大尺寸再加上兩倍的探針長度。
 
3.合適的測量機類型
測量機按自動化程度分為手動(或機動)與CNC(自動)兩大類。選用時,應根據檢測對象的批量大小、自動化程度、產品特點及使用頻率和效率來權衡。
 
4.測量軟件系統
先進的測量系統要求測量軟件既具有更專業化的強大測量功能,又能夠使用方便、易于操作、而且可滿足一些特殊測量任務的需要。測量軟件系統的選擇應考慮的要素:
 
便于操作和使用(例如全中文的操作界面,更便捷的操作方式。
能滿足復雜形狀零件和復雜的曲面測量。
圖形化及靈活的測量輸出報告功能,同時具備多種數據輸出格式。
自動特征識別功能。
脫機測量/編程功能。
虛擬仿真測量,路徑規劃與防碰撞功能。
可視化的圖形分析功能和最佳擬合評價能力。
CAD的功能,可實現CAD數模的自動測量。
完善的形位公差評價能力。
未知幾何量的掃描功能。
掃描三維數據點云動態顯示、直觀、形象。
逆向工程的能力。
測頭系統的動態配置與可視化操作。
智能化的編程能力。
支持各種選項裝置。
特殊應用及支持能力。
 
5.功能齊全的測座系統
測座系統是測量機上重要的測量部件。它不僅直接影響測量精度,也是決定測量機功能和測量效率的重要因素。有自動和手動測座系統,一般根據產品的實際測量要求來確定。
 
6.控制系統
控制系統一般不為大家所關注,但在坐標測量系統中具有非常重要的中樞控制作用,其好壞決定著整個系統的功能及運動特性。數據的傳輸也影響到測量系統的效率及穩定性。另外,控制系統是否支持后續功能的擴展性也非常重要。
 
7.符合要求的測量效率
測量機的運行速度與采樣速度既是測量效率的重要指標,同時也是機臺性能的重要參考,與自動化生產的要求密切相關。用于生產線或柔性加工線上的測量機,檢測效率必須滿足生產節拍的要求。
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,而可以達到非常好的測量精度。
 

總之: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。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,測量機對工廠的質量控制是最好的選擇。

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