企業(yè)動態(tài)2024-12-27
摘要: 隨著工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程高速發(fā)展,，眾多制造業(yè)在完成加工生產(chǎn)信息化,、自動化的基礎(chǔ)上，要求計量檢測手段也必須快速化,、柔性化并且同時高精度,、穩(wěn)定。而傳統(tǒng)單一的,、手動的工量具大大限制了大批量制造和精密制造業(yè)的發(fā)展,。為適應(yīng)現(xiàn)代柔性制造和更多精密復(fù)雜件測量的需要，坐標(biāo)測量機(jī)這個行業(yè)形成了。
現(xiàn)如今三坐標(biāo)測量機(jī)在制造業(yè)已經(jīng)廣泛普及使用,，越來越多的企業(yè)已經(jīng)意識到產(chǎn)品精度的重要性,。并且隨著各類院校近年來參加國家級、世界級的技能大賽,，三坐標(biāo)測量機(jī)在院校的使用也受到重視,，普及率也逐年增加。但問題也比較突出,，因為很多院校只在設(shè)備買回來的時候簡單培訓(xùn)幾天,，沒有像工廠那樣進(jìn)行系統(tǒng)培訓(xùn)，而且院校使用率也比較低,，往往有大量空置時間,，只會在有相關(guān)教學(xué)活動、競賽訓(xùn)練時才會使用,。結(jié)果在測量時經(jīng)常發(fā)現(xiàn)測量機(jī)測量的結(jié)果出現(xiàn)一些小的誤差,。下面我們就一些影響測量精度的因素進(jìn)行簡單的分析。
使用TP 式測頭（接觸式三維測頭）的三坐標(biāo)測量機(jī),，影響測量結(jié)果的因素通常有以下幾個方面：環(huán)境因素,、機(jī)器因素、工件因素,、測量參數(shù),。
1 環(huán)境因素
1.1 溫度的影響
這里的溫度指兩個方面，一方面是測量室的環(huán)境溫度,，另一方面指的是測量機(jī)的工作溫度和被測零件的溫度,。產(chǎn)品幾何量技術(shù)規(guī)范(GPS)中，定義“幾何量產(chǎn)品規(guī)范及檢測的標(biāo)準(zhǔn)參考溫度”為20℃,。因此圖紙上所有應(yīng)用于零件的尺寸及公差都應(yīng)該在20℃ 的情況下進(jìn)行測量,。
1.1.1 測量機(jī)的正常工作溫度應(yīng)該是20℃±2℃。因為測量機(jī)是在這個溫度條件下進(jìn)行裝配調(diào)試的,，并且測量機(jī)的光柵尺也是按照20℃修正的,，當(dāng)溫度偏差較大時會對零件的測量精度造成很大的影響。因此,，測量機(jī)在工作前應(yīng)先進(jìn)行預(yù)熱,。當(dāng)我們在使用測量機(jī)時要盡量保持測機(jī)產(chǎn)生影響。
1.1.2 測量室內(nèi)空調(diào)的安裝也需要注意,，由于空調(diào)出風(fēng)口的溫度和室內(nèi)溫度并不是一致的,，因此應(yīng)該避免空調(diào)風(fēng)直接吹到測量機(jī)上。合理的方法是讓空調(diào)風(fēng)吹到室內(nèi)的主要位置,，并且風(fēng)向向上形成循環(huán),，盡量使測量室內(nèi)的溫度保持在20℃。
1.1.3 機(jī)房的結(jié)構(gòu)對房間溫度也是有影響的，若測量機(jī)房有窗戶,，需要用雙層玻璃,，并避免陽光照射，陽光更不可直接照射到測量機(jī),，否則會造成測量機(jī)局部溫度變化,，影響測量精度。
1.1.4 對機(jī)械零件進(jìn)行精密測量時,，工件的恒溫也非常的重要。在實際加工環(huán)境中工件的熱脹冷縮情況非常復(fù)雜,，受加工材料,、加工方法、刀具材料等多種因素綜合影響,。如果零件恒溫或時效的時間不夠,，工件的外部溫度與內(nèi)部溫度很可能不一致，這會對測量帶來誤差,。因此零件恒溫測量也非常重要,。
雖然現(xiàn)在大部分的測量機(jī)都具備了溫度補償功能（圖1），對測量機(jī)和零件溫度由于偏離20℃帶來的長度誤差進(jìn)行補償,，但在日常測量工作中我們?nèi)孕枳⒁鉁囟茸兓瘜y量精度的影響,，并盡量將這個影響因素降到最低。
圖1 測量機(jī)溫度補償功能
1.2 濕度的影響
濕度對測量機(jī)的影響也很大,，濕度控制不當(dāng)會影響測量機(jī)的壽命也會影響測量精度,。在南方每當(dāng)?shù)搅嗣酚昙竟?jié)時，測量室內(nèi)的濕度可能會很大,，測量機(jī)的氣浮塊和某些機(jī)械部件可能發(fā)生銹蝕,，對測量機(jī)造成非常大的損害。反之,，若濕度過小也不可以,。因為測量機(jī)的工作臺的材質(zhì)是花崗石，濕度過小會影響花崗石的吸水性,，會造成花崗石變形,。而且濕度過小還容易產(chǎn)生灰塵和靜電。北方冬季供暖,，室內(nèi)相對比較干燥,，很容易產(chǎn)生靜電，對測量機(jī)的控制系統(tǒng)會造成損害,。因此測量室內(nèi)的的濕度控制在40%~60%的范圍內(nèi)最好,。（數(shù)據(jù)摘自PC- DIMS 培訓(xùn)手冊）。
濕度對測量機(jī)的影響也很大,，濕度控制不當(dāng)會影響測量機(jī)的壽命也會影響測量精度,。在南方每當(dāng)?shù)搅嗣酚昙竟?jié)時，測量室內(nèi)的濕度可能會很大,，測量機(jī)的氣浮塊和某些機(jī)械部件可能發(fā)生銹蝕,，對測量機(jī)造成非常大的損害。反之,，若濕度過小也不可以,。因為測量機(jī)的工作臺的材質(zhì)是花崗石，濕度過小會影響花崗石的吸水性,，會造成花崗石變形,。而且濕度過小還容易產(chǎn)生灰塵和靜電。北方冬季供暖,，室內(nèi)相對比較干燥,，很容易產(chǎn)生靜電，對測量機(jī)的控制系統(tǒng)會造成損害,。因此測量室內(nèi)的的濕度控制在40%~60%的范圍內(nèi)最好,。（數(shù)據(jù)摘自PC- DIMS 培訓(xùn)手冊）。
2 機(jī)器的因素
2.1 測量機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)球、測頭,、導(dǎo)軌,、工作臺、光柵尺,、是否清潔干凈,。標(biāo)準(zhǔn)球、測頭,、導(dǎo)軌每天開機(jī)工作前都需要用無紡布蘸無水乙醇擦拭干凈,，光柵尺一般是不需要擦拭的，若測量室濕度較低,、灰塵較大,，每周也需要清理一次。
2.2 標(biāo)準(zhǔn)球是否有損傷,、松動,。
2.3 正確合理選擇測座型號、測桿長度,，測頭直徑,，正確輸入標(biāo)準(zhǔn)球直徑。測量時應(yīng)盡量選擇短的測桿并盡量減少連接桿的數(shù)量,。因為長測桿在與零件表面接觸時的彎曲量比短測桿大,。并且使用長測桿在水平位置（A90B- 90）測量時，因重力影響,，會產(chǎn)生一個額外的彎曲量,。
2.4 機(jī)器是否有定期保養(yǎng)、檢測精度,。
2.5 氣壓是否穩(wěn)定,、壓縮空氣是否過濾。
氣浮塊（空氣軸承）是測量機(jī)的重要部件,，其作用是保證測量機(jī)的各運動軸運動時與導(dǎo)軌無摩擦,，由于氣浮塊的氣孔很小，浮起高度有限（通常距離在5~10 微米）,，因此要求壓縮空氣的壓力穩(wěn)定且不能含有雜質(zhì)（水,、油）。如果壓縮空氣中含有水或油,，它們會隨著壓縮空氣進(jìn)入到平衡氣缸和氣浮塊中,。在測量機(jī)工作時水和油就可能附著在導(dǎo)軌上影響導(dǎo)軌的直線度，增大測量機(jī)的系統(tǒng)誤差,。并且在測量機(jī)關(guān)機(jī)后,，管道中的油滴可能堵塞氣浮塊的氣孔,，影響氣浮塊的正常浮起，造成氣浮塊與導(dǎo)軌發(fā)生摩擦,，影響測量機(jī)的精度更有可能會損壞測量機(jī),。為防止壓縮空氣中的油進(jìn)入管道產(chǎn)生污染，過濾系統(tǒng)中需要有前置過濾裝置對管道進(jìn)行前置過濾處理,。
3 工件因素
3.1 零件待檢測部位是否清理干凈,。有無毛刺、油污,。擦拭零件最好用無紡布,，用綿布擦拭會有線頭、毛絮殘留在零件上,。
3.2 待檢零件裝夾是否穩(wěn)固,。
3.3 零件待檢特征是否存在加工缺陷。
4 測量參數(shù)的影響
測量機(jī)的探測過程是：以“移動速度”移向特征,，當(dāng)測頭距離工件為“逼近距離”時更改為“觸測速度”觸測工件，觸測完畢后,，以“觸測速度”回退一個“回退距離”,，以“移動速度”移向下一個特征。（摘自PC- DIMS 培訓(xùn)手冊）從這我們可以看出測量參數(shù)的合理設(shè)置對測量精度也是有非常大的影響的,，主要是兩個參數(shù)逼近距離和觸測速度,。
測量機(jī)的探測過程是：以“移動速度”移向特征,，當(dāng)測頭距離工件為“逼近距離”時更改為“觸測速度”觸測工件，觸測完畢后,，以“觸測速度”回退一個“回退距離”,，以“移動速度”移向下一個特征。（摘自PC- DIMS 培訓(xùn)手冊）從這我們可以看出測量參數(shù)的合理設(shè)置對測量精度也是有非常大的影響的,，主要是兩個參數(shù)逼近距離和觸測速度,。
4.1 逼近距離的影響
測量機(jī)在移動到各個待檢測特征時的速度是通過“移動速度”參數(shù)設(shè)定的，為了提高測量效率這個速度通常比較快,，所以在測頭開始測量零件特征時需要一個較慢的速度,，這樣測頭可以達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài)。逼近距離就是測頭在接觸到特征之前,，瞬時速度由快到慢的變化之間的距離,。在設(shè)置“逼近距離”時要根據(jù)實際測量情況合理設(shè)置數(shù)值。數(shù)值過大,，雖然測量穩(wěn)定但會浪費測量時間,，降低效率。過小,，測量波動過大,，影響測量精度。
4.2 觸測速度的影響
測頭開始測量零件的特征時為達(dá)到一個穩(wěn)定狀態(tài),，需要一段逼近距離,，當(dāng)測頭到達(dá)逼近距離時，開始減速,，以一個較慢的穩(wěn)定的速度測量零件特征,，這個速度就是“觸測速度”,。觸測速度如果過慢，會導(dǎo)致測量效率降低,，延長零件測量時間,。觸測速度如果過快，會導(dǎo)致接觸特征表面時產(chǎn)生較大的沖擊力,。因此需要根據(jù)實際測量情況合理選擇觸測速度,。在檢測零件過程中觸測速度盡量保持不變，這樣可以保證測量的一致性,。通常在測量時,，會設(shè)置一個較大的移動速度，較小的逼近距離,，較小的觸測速度,，這樣保證在特征之間移動時快速、提高效率,，在測量時慢速,，提高精度。
參考文獻(xiàn)
[1]?？怂箍等鴺?biāo)測量機(jī)使用手冊及原理.
[2]PC-DMIS 初級培訓(xùn)手冊.
[3]PC-DMIS 中級培訓(xùn)手冊.
[1]?？怂箍等鴺?biāo)測量機(jī)使用手冊及原理.
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