三坐標坐標測量機是一種效率的新型精密測量儀器。它廣泛應用于制造、電子、汽車和航空航天等工業中。作為一種檢測儀器,對零件和部件的尺寸、形狀及相互位置進行檢測。
三坐標機的測量原理是:將被測物體置于三坐標機的測量空間,可獲得被測物體上各點的坐標位置,根據這些點的空間坐標值,經計算可求出被測的幾何尺寸、形狀和位置。
測頭是三坐標機非常關鍵的部件,是測量機觸測被測零件的發訊開關,測頭的正確使用決定了測量機的測量可重復。
測針的組成
測頭是坐標測量機的一部分,主要用來觸測工件表面,當測頭的機械裝置移位時,將產生信號觸發并采集一個測量數據。一般的測頭都是由一個桿和紅寶石球組成(如圖1所示)。紅寶石是非常硬的材料,做成的測頭的磨損量小。它的密度也非常低,質量從而可以避免由于機器運動或振動而造成的測頭誤觸發。
測針的正確使用
測量過程中,要求測針的剛和測尖的形狀都達到盡可能的程度,保證一定的測量精度,在對測頭的使用上,應注意:
(1)測針長度盡可能短。測頭彎曲或偏斜越大,精度將越低。因此在測量時,盡可能采用短測頭。
(2)連接點少。每次將測針與加長桿連接在一起時,就額外引入了新的潛在彎曲和變形點。因此在應用過程中,盡可能減少連接的數目
(3)使測球盡可能大,主要原因有兩個:使得球/桿的空隙大,這樣減少了由于“晃動”而誤觸發的可能;測球直徑較大可削弱被測表面未拋光對精度造成的影響
測針測量的可重復
圖2所示,當測頭的采樣方向垂直于測頭體(垂直于測桿軸線)時結果好,海克斯康三次元,應盡可能使采樣方向垂直于測頭體;如果測頭平行于測頭體(沿著測桿軸線)采樣,其結果的可重復比垂直于軸采樣的可重復低;如果測頭的采樣方向既不垂直也不平行于測頭體,則所得結果的可重復還不如平行于測頭體;測頭采樣方向平行于測桿軸線,但是與測頭體成一角度,將無法重復,應該盡可能避免。
避免桿的碰撞
測量時若測桿與零件接觸,而不是用觸點,海克斯康三次元升級,測量系統則認為是用觸點采樣的,因此將引起很大的誤差。此時,增加測桿球直徑將增加球/柱空間,從而減少桿碰撞的可能。有效工作長度是測桿碰到特征之前,測桿可以達到的深度,通常,球越大,有效工作長度就越大。使用較大的測桿球還可以減少被檢組件表面粗糙度的影響;但是,可以使用的大球受到所測量的小孔的限制。
此外,測頭是精密測量儀器,應保持其清潔,并小心愛護,使它保持其大小和形狀。測桿紅寶石觸點應該保持無污物,1μm的灰塵就可能導致1μm的測量誤差。
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同軸度是機械產品檢測中常見的一種形位公差項目。
同軸度是定位公差的一種,理論正確位置即為基準軸線。由于被測軸線對基準軸線的不同點可能在空間各個方向上出現,故其公差帶為一以基準軸線為軸線的圓柱體,公差值為該圓柱體的直徑,在公差值前總加注符號“”。同軸度公差是用來控制理論上應同軸的被測軸線與基準軸線的不同軸程度。
對于規則軸類零件,一般可采用V型支架、鋼球加杠桿百分表或偏擺儀等專用檢具及組合輔具來檢測同軸度;對于箱體孔類零件,一般可采用芯軸加杠桿百分表或利用圓度儀來檢測同軸度。但對于一些大型零部件(如機床主軸等)或不規則軸類零件以及箱體零件的不規則內孔,采用常規方法測量同軸度則很難實現或非常麻煩。
同軸度檢測是我們在測量工作中經常遇到的問題,此時,用三坐標測量機(CMM)來測量同軸度是一種不錯的選擇。CMM測量同軸度的特點是無須轉動工件,無須專用芯軸或專用支架,無須機械找正,只需用測頭探針對工件取點采樣,即可快速輸出測量結果。用三坐標進行同軸度的檢測不僅直觀且又方便,其測量結果精度高,并且重復性好。經過思考總結了一些關于同軸度測量的內容。
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