俗話說:工欲善其事,必先利其器,因此想要保證零件的測量結果準確可靠,我們必須首先保證測量設備的精度準確可靠。關節臂測量機作為便攜式測量設備的一種,同樣不可避免的也會遇到對設備精度檢查的問題。可是,由于關節臂測量機大批量引進國內使用時間還不算很長,進口便攜三坐標,因此很多人對其精度檢查的方法存在一定的認識偏差,從而造成了對設備精度問題辨別不準的情況。那么接下來,本文就將對其中的一些常見問題進行匯總解答,希望能夠解決一些大家對此存在疑問。
1. 關節臂測量機精度檢查的標準有哪些?
關節臂測量機常見的出廠標準,通常有兩個:一個是參考美國國家標準與技術研究院(NIST)制定的B89.4.22標準,另一個則是國際標準化組織(ISO)制定的10360-2標準。其中B89標準通常采用球棒等量具來檢查設備精度,便攜三坐標維修,而10360-2則較多的采用量塊或步距規來進行精度檢查。具體該用哪個標準來檢查設備,應參考該設備的出廠參數來定。
2.常見的檢查設備精度的量具有哪些?
如果需要參考設備的出廠參數進行精度對比,應參考其所采用的出廠標準,選擇合適的量具如量塊、球棒或者標準尺,按照標準要求的方法進行設備檢定。如果只是想知道當前設備精度情況,那么量塊、步距規、球棒、標準尺、環規、標準球等有標準值參考值的量具均可使用,但不可采用直接測量卡尺、千分尺等其他量具的方法來進行精度檢查
3.關節臂測量機進行精度檢查時的注意事項?
只有當設備的檢查環境滿足20±2℃的溫度要求時(同時需注意溫度梯度變化等要求),便攜三坐標校準,方可以同標準量具的理論數值進行對比,因為需考慮量具的熱脹冷縮溫度變化問題;否則,只能參考其精度的重復性數值。
當設備進行精度檢查時,設備和量具均應放置在穩定可靠的檢驗平臺上,量具需要妥善的固定好,保證穩定可靠,不能移動。
設備進行精度檢查時,還應該采用合適的測頭進行測量,必要時需對測頭進行標定。測量時應注意測量手法,接觸量具力度要小,測頭的接觸面積應盡量大,同時應進行多次測量,并保證測量結果的評價方法選擇合理可靠。
4.ROMER 關節臂測量機的精度指標有哪些?
ROMER關節臂測量機的精度指標通常有兩項:空間長度精度和點測重復性。其中,空間長度精度檢測時,需要將標準尺放在不同位置上,從不同方向進行多次測量,結果為實際測量長度與標定理論長度之間的上線偏差;點測重復性則是需要將標準尺放置于機器前方,關節臂從多個方向測量同一點,計算出每個測量點到平均測量中心的偏差值(X/Y/Z各方向結果),結果為上線偏差/2。
5.什么時候需要檢查關節臂精度?
(1)當設備進行了長途運輸或者不小心產生了碰撞之后,需要對設備精度進行檢查;(2)如果檢測零件精度較高,建議設定定期檢查季度,可以按照自身需要,每周或者每個月來進行檢查;(3)當測量零件結果較差,又無法判斷產生原因時,需檢查精度查看機器精度有無問題;(4)設備進行年檢時需對設備精度進行檢查。
6.使用標準尺進行關節臂精度檢查時需注意哪些問題?
(1)ROMER關節臂測量機進行精度檢查時,應使用WIN自帶的精度檢查程序進行檢定;
(2)需使用15mm測頭對標準尺進行檢定;
(3)關節臂檢測時,需要將機器和標準尺放置于穩固的檢驗平臺上,大渡口便攜三坐標,標準尺的固定需要非常牢靠,可以使用大強度的磁鐵或者用硅膠槍進行標準尺固定,但是需要注意使用硅膠槍固定標準尺時,其底面跟檢測平臺需要完全接觸,不要留有縫隙;
(4)如果要跟理論值進行對比,標準尺和機器建議恒溫后再進行檢測;
(5)測量標準尺時,因為有檢測軟件的測頭半徑補償設置的原因,所以測頭必須垂直于錐孔進行測量。
7.使用量塊進行關節臂精度檢查時需要注意哪些問題?
(1)關節臂進行精度檢查時,需要將機器和量塊固定在平臺之上,建議使用大強度的磁鐵對量塊進行固定;
(2)關節臂和量塊需要恒溫后在進行檢測;
(3)測量量塊時可以用15mm測頭也可以使用紅寶石測頭,但是紅寶石測頭需要標定好再使用;
(4)量塊測量時,建議測量平面特征,測點需均勻分布在量塊端面的四個角上,測量時測頭需要垂直于量塊端面,然后計算兩個平面(端面)間的三維距離;
(5)盡量不要使用量塊支架進行測量,因為量塊支架是為固定式三坐標測量機設計的,使用關節臂進行測量時如果手上的力量較大,容易影響精度。
8.關節臂測量結果不好該怎么辦?
(1)首先需要確認設備和量具的固定是否穩定牢靠;
(2)確認所用測頭是否合適,如檢測標準尺時,需要使用15mm測頭,如果有必要,可以重新校準測頭;
(3)確認測量方法是否準確,如量塊測量時需要測量平面求距離,而不能測量單點求距離;
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車間內的測量挑戰
汽車生產流程是一個主動裝配點,要將眾多不同形狀和尺寸的組件組裝在一起得到成品。對于比亞迪汽車而言,一些主要零部件是由公司自主生產的,其他零部件則是外包生產。由于裝配過程中每個步驟所需的計量技術存在巨大差異,因此出于質量控制和裝配目的而進行的測量校驗可謂一大挑戰。僅在焊接線上,就必須對數米長的車身焊裝夾具以及直徑數毫米的定位銷進行測量。
周先生表示:“我們所需測量物件的尺寸和特性都截然不同。通常需要使用卡鉗、針規和高度尺/幾何尺等一系列傳統測量工具才能滿足車間內的各種檢測需求。而在測量過程中由一種工具切換到另一種工具會浪費大量時間,且仍無法提供我們所需的精密度和準確度。”
事實上,真正準確的測量不太可能僅依賴傳統工具。對于大型汽車零部件尤為如此,原因是大部分傳統工具都無法對其進行適當的測量。即使進行重復嘗試,但仍會不可避免地出現以毫米計(而非微米)的不可接受的測量誤差。
提升精密度的備選方案
為解決測量精密度的問題,比亞迪將固定式三坐標測量機(CMM)視為一個備選方案。固定式三坐標測量機系統能夠實現較高的測量精密度和可重復性,但其便攜性和靈活性有限。通常每一套都需要巨額投資,尤其是需要較大的專屬測量室,其中必須具有受控環境來容納和操作這些類型的坐標測量機。
同時,由于不得不將零部件在生產線和用于檢測的測量室之間來回搬動,這也使得生產流程的勞動密集程度進一步提高。相較于傳統測量工具,盡管固定式三坐標測量機能夠為比亞迪帶來更大程度的測量精密度,但其高昂的安裝、維護費用以及操作的不便利性使得這一可行性解決方案吸引力不高。
比亞迪希望獲得固定式三坐標測量機的精密度和準確度,但又不愿受其體積限制。周先生繼續說道:“我們需要的是一個可以在任何地方進行配置的系統,它必須易于操作,更重要的是能夠提供測量結果的一致性,使我們一如既往地保持產品的卓越品質。”
理想的解決方案是一個便攜式、關節臂式的三坐標測量機,即一個能夠人工操作的測量臂,從而為用戶帶來精密度、準確度和便利性。位于測量臂末端的球形測量頭能夠在一個物體上的各個位置定向,以收集需要在電腦 CAD/CAM 軟件中進行處理的單獨 3D 數據點。便攜式三坐標測量機可配置在汽車裝配線上,而無需將零部件搬運至設備所在的地方。這樣就能夠同時節省大量的時間、勞力和成本。
“在對諸如資本投資、產量、測量精密度和便利性等主要因素進行仔細分析后,我們決定使用便攜式三坐標測量機和精選的FARO Technologies計量技術解決方案來滿足我們的質量檢測需求,”周先生表示,“事實證明這是比亞迪的一個正確選擇,在FARO的幫助下,我們真正享受到任何其他類型的系統都無法比擬的測量便利性。”
更強的信心更高的產能
目前,比亞迪汽車擁有大約20臺FARO鉑金測量臂。比亞迪位于深圳、西安、長沙和惠州的汽車生產基地都配備了FARO便攜式三坐標測量臂,以協助進行優質測量校驗。所有收集到的數據都將通過FARO的CAM2軟件(又稱Geomagic軟件)進行處理。
隨著車間內配備FARO測量臂,比亞迪能夠使用一種工具來測量各種尺寸和型號的所有汽車零部件。周先生補充說:“憑借該測量臂的靈活性,我們不僅能夠測量和控制小型汽車組件的質量,也能掌控具有非凡精密度的大型零部件的質量。FARO設備的堅固耐用還可以承受我們嚴苛的車間條件;并且即使在非受控環境下也可實現可靠性。”
對于比亞迪而言,FARO測量臂具備了該公司尋求的一切優點。周先生指出:“我們確實偏愛該六軸旋轉所帶來的靈活自如的特性。其無限旋轉使我們能夠進行測量,即使在難以觸及的位置或不便的角度。電源組軟件還易于掌握,幫我們節省了大量寶貴的時間。此外,FARO強大的售后團隊使我們無需擔心任何可能發生的停機事件。
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