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儀器簡介
三坐標(biāo)測量儀是指在一個(gè)六面體的空間范圍內(nèi),能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器,又稱為三坐標(biāo)測量機(jī)或三坐標(biāo)量床。三坐標(biāo)測量儀又可定義“一種具有可作三個(gè)方向移動(dòng)的探測器,可在三個(gè)相互垂直的導(dǎo)軌上移動(dòng),此探測器以接觸或非接觸等方式傳遞訊號,三個(gè)軸的位移測量系統(tǒng)(如光柵尺)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)(x,y,z)及各項(xiàng)功能測量的儀器”。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等 [1] 。
機(jī)型介紹
結(jié)構(gòu)型式:三軸花崗巖、四面全環(huán)抱的德式活動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)
傳動(dòng)方式:直流伺服系統(tǒng) + 預(yù)載荷高精度空氣軸承
長度測量系統(tǒng):RENISHAW開放式光柵尺,分辨率為0.1μm
測頭系統(tǒng):雷尼紹控制器、雷尼紹測頭、雷尼紹測針
機(jī) 臺:高精度(00級)花崗巖平臺
使用環(huán)境:溫度(20±2)℃,濕度40%-70% ,溫度梯度1℃/m,溫度變化 1℃/h
空氣壓力:0.4 MPa - 0.6 Mpa
空氣流量:25 L/min
長度精度MPEe: ≤2.1+L/350 (μm)
探測球精度MPEp: ≤2.1μm

主要特征
三軸采用天然高精密花崗巖導(dǎo)軌,保證了整體具有相同的熱力學(xué)性能,避免由于三軸材質(zhì)不同熱膨脹系數(shù)不同所造成的機(jī)器精度誤差。
花崗巖與航空鋁合金的比較
1.鋁合金材料熱膨脹系數(shù)大。一般使用航空鋁合金材料的橫梁和Z軸在使用幾年之后,三坐標(biāo)的測量基準(zhǔn)——光柵尺就會受損,精度改變。
2.由于三坐標(biāo)的平臺是花崗巖結(jié)構(gòu),這樣三坐標(biāo)的主軸也是花崗巖材質(zhì)。主軸采用花崗巖而橫梁和Z軸采用鋁合金等其他材質(zhì),在溫度變化時(shí)會因?yàn)槿S的熱膨脹系數(shù)不均同而引起測量精度的失真和穩(wěn)定。
三軸導(dǎo)軌采用全天然花崗巖四面全環(huán)抱式矩形結(jié)構(gòu),配上高精度自潔式預(yù)應(yīng)力氣浮軸承,是確保機(jī)器精度長期穩(wěn)定的基礎(chǔ),同時(shí)軸承受力沿軸向方向,受力穩(wěn)定均衡,有利于保證機(jī)器硬件壽命。
3. 采用小孔專利技術(shù),耗氣量為30L/Min,在軸承間隙形成冷凝區(qū)域,抵消軸承運(yùn)動(dòng)摩擦帶來的熱量,增加設(shè)備整體熱穩(wěn)定性。仔細(xì)研究各廠家的技術(shù)指標(biāo),會發(fā)現(xiàn): 歐潼精密的耗氣量為30L/Min,而其他的廠家在50-150L/MIN之間. 按照物理學(xué)理論,當(dāng)氣體以一定的壓力通過圓孔的時(shí)候,會因?yàn)闅怏w摩擦產(chǎn)生熱量,在高精密測量中,微小的熱量也會影響精度的穩(wěn)定性,而當(dāng)孔的孔徑小于一定的直徑的時(shí)候,卻會相反的會在孔的周圍形成冷凝效應(yīng)! 正是利用這一物理學(xué)原理,采用歐潼小孔的技術(shù),使得冷凝效應(yīng)恰恰抵消測量中因?yàn)榭諝饽Σ廉a(chǎn)生的微弱熱量,使得設(shè)備保持長時(shí)間的溫度穩(wěn)定性,從而保證精度穩(wěn)定性!
各大供應(yīng)商CMM軸承對比
4. 三軸均采用英國RENISHAW原裝鍍金光柵尺,分辨率為0.1um;同時(shí)采用一端固定,一端自由伸縮的方式安裝,減少了光柵尺的變形。
5.傳動(dòng)系統(tǒng)采用國際的設(shè)計(jì),無任何導(dǎo)軌受力變形,程度保證機(jī)器精度和穩(wěn)定性。采用鋼絲增強(qiáng)同步帶傳動(dòng)結(jié)構(gòu),有效減少高速運(yùn)動(dòng)(增加)時(shí)的震動(dòng),具有高強(qiáng)度,高速度及無磨損特點(diǎn)。
6. 軟件為PTB全面認(rèn)證的RATIONAL-DMIS,功能強(qiáng)大,簡單易學(xué),讓你更專注于產(chǎn)品測量而不是學(xué)習(xí)軟件。

截面掃描(Section Scan)
截面掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件,它允許對工件的某一截面進(jìn)行掃描,掃描截面既可沿X、Y、Z軸方向,也可與坐標(biāo)軸成一定角度。通過定義步長可進(jìn)行多個(gè)截面掃描??稍趯υ捒蛑性O(shè)置截面掃描的邊界點(diǎn)。按“剖切CAD”轉(zhuǎn)換按鈕,可在CAD曲面模型內(nèi)尋找任何孔,并可采用與開線掃描類似方式定義其邊界線,PCDMIS程序?qū)⑹箳呙杪窂阶詣?dòng)避開CAD曲面模型中的孔。按用戶定義表面剖切CAD的方法為:進(jìn)入“邊界點(diǎn)”選項(xiàng);進(jìn)入“CAD元素選擇”框;選擇表面;在不清除“CAD元素選擇”框的情況下,選擇“剖切CAD”選項(xiàng)。此時(shí)PC DMIS程序?qū)⑶懈钏x表面尋找孔。若CAD曲面模型中無定義孔,就沒有必要選“剖切CAD”選項(xiàng),此時(shí)PC DMIS將按定義的起始、終止邊界點(diǎn)進(jìn)行掃描。對于有多個(gè)曲面的復(fù)雜CAD圖形,可對不同曲面分組剖切,*#將剖切限制在局部CAD曲面模型上。
邊界掃描(Perimeter Scan)
邊界掃描方式僅適用于有CAD曲面模型的工件。該掃描方式采用CAD數(shù)學(xué)模型計(jì)算掃描路徑,該路徑與邊界或外輪廓偏置一定距離(由用戶選定)。創(chuàng)建邊界掃描時(shí),先選定“邊界掃描”選項(xiàng);若為內(nèi)邊界掃描,則在對話框中選擇“內(nèi)邊界掃描”;選擇工作曲面時(shí),啟動(dòng)“選擇”復(fù)選框,每選一個(gè)曲面則加亮一個(gè),選定所有期望曲面后,退出復(fù)選框;點(diǎn)擊表面確定掃描起始點(diǎn);在同一表面上點(diǎn)擊確定掃描方向點(diǎn);點(diǎn)擊表面確定掃描終止點(diǎn),若不給出終止點(diǎn),則起始點(diǎn)即為終止點(diǎn);在“掃描構(gòu)造”編輯框內(nèi)輸入相應(yīng)值(包括“增值”、“CAD公差”等);選擇“計(jì)算邊界”選項(xiàng),計(jì)算掃描邊界;確認(rèn)偏差值正確后,按“產(chǎn)生測點(diǎn)”按鈕,PC DMIS程序?qū)⒆詣?dòng)計(jì)算執(zhí)行掃描的理論值;點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。

閉線掃描(Closed Linear Scan)
閉線掃描方式允許掃描內(nèi)表面或外表面,它只需“起點(diǎn)”和“方向點(diǎn)”兩個(gè)值(PC DMIS程序?qū)⑵瘘c(diǎn)也作為終點(diǎn))。
(1)數(shù)據(jù)輸入操作
雙擊邊界點(diǎn)“1”,在編輯對話框中輸入位置;雙擊方向點(diǎn)“D”,輸入坐標(biāo)值;選擇掃描類型(“線性”或“變量”),輸入步長,定義觸測類型(“矢量”、“表面”或“邊緣”);雙擊“初始矢量”,輸入第“1”點(diǎn)的矢量,檢查截面矢量;鍵入其它選項(xiàng)后,點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。
也可使用坐標(biāo)測量機(jī)操作盤觸測被測工件表面的測點(diǎn),然后觸測方向點(diǎn),PC DMIS程序?qū)褱y量值自動(dòng)放入對話框,并自動(dòng)計(jì)算初始矢量。選擇掃描控制方式、測點(diǎn)類型及其它選項(xiàng)后,點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。
(2)有CAD模型的閉線掃描
如被測工件有CAD模型,測量前確認(rèn)“閉線掃描”;先點(diǎn)擊表面起始點(diǎn),在CAD模型上生成符號“1”(點(diǎn)擊時(shí)表面和邊界點(diǎn)被加亮,以便選擇正確的表面);然后點(diǎn)擊掃描方向點(diǎn);PC DMIS將在對話框中給出所選位置點(diǎn)相應(yīng)的坐標(biāo)及矢量;選擇掃描控制方式、步長及其它選項(xiàng)后,點(diǎn)擊“創(chuàng)建”。
Z軸平衡的調(diào)整
測量機(jī)的Z軸平衡分為重錘和氣動(dòng)平衡,主要用來平衡Z軸的重量,使Z軸的驅(qū)動(dòng)平穩(wěn)。如果誤動(dòng)氣壓平衡開關(guān),會使Z軸失去平衡。處理的方法:
1) 將測座的角度轉(zhuǎn)到90°,避免操作過程中碰測頭。
2) 按下“緊急?!遍_關(guān)。
3) 一個(gè)人用雙手托住Z軸,向上推、向下拉,感覺平衡的效果。
4) 一人調(diào)整氣壓平衡閥,每次調(diào)整量小一點(diǎn),兩人配合將Z軸平衡調(diào)整到向上和向 下的感覺一致即可。
行程終開關(guān)是用于機(jī)器行程終保護(hù)和HOME時(shí)使用。行程終開關(guān)一般使用接觸式開關(guān)或光電式開關(guān)。開關(guān)式容易在用手推動(dòng)軸運(yùn)動(dòng)時(shí)改變位置,造成接觸不良??梢赃m當(dāng)調(diào)整開關(guān)位置保證接觸良好。光電式開關(guān)要注意檢查插片位置正常,經(jīng)常清除灰塵,保證其工作正常 。
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