三坐標(biāo)測量儀可定義為一種具有可作三個方向移動的探測器,可在三個相互垂直的導(dǎo)軌上移動,此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號,三個軸的位移測量系統(tǒng) ( 如光學(xué)尺 ) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計算機(jī)等計算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項功能測量的儀器。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度測量、定位精度測量、幾何精度測量及輪廓精度測量等。任何形狀都是由三維空間點(diǎn)組成的,所有的幾何量測量都可以歸結(jié)為三維空間點(diǎn)的測量,因此精確地進(jìn)行空間點(diǎn)坐標(biāo)的采集,是評定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。
三坐標(biāo)測量機(jī)的基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間范圍內(nèi),精確地測出被測零件表面的點(diǎn)在空間三個坐標(biāo)位置的數(shù)值,將這些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過計算機(jī)處理,擬合形成測量元素,如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等,經(jīng)過數(shù)學(xué)計算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。
1.固定工作臺懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)
2.移動橋式三坐標(biāo)測量機(jī)
3.龍門式三坐標(biāo)測量機(jī)
4.L型橋式三坐標(biāo)測量機(jī)
5.固定橋式三坐標(biāo)測量機(jī)
6.移動工作臺懸臂式三坐標(biāo)測量機(jī)
7.柱式三坐標(biāo)測量機(jī)
8.水平懸臂三坐標(biāo)測量機(jī)
主要用于機(jī)械、汽車、航空、軍工、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測量,還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中,可以對工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測,從而完成零件檢測、外形測量、過程控制等任務(wù)。
模具行業(yè)
三坐標(biāo)測量機(jī)在模具行業(yè)中的應(yīng)用相當(dāng)廣泛,它是一種設(shè)計開發(fā)、檢測、統(tǒng)計分析的現(xiàn)代化的智能工具,更是模具產(chǎn)品無與倫比的質(zhì)量技術(shù)保障的有效工具。當(dāng)今主要使用的三坐標(biāo)測量機(jī)有橋式測量機(jī)、龍門式測量機(jī)、水平臂式測量機(jī)和便攜式測量機(jī)。測量方式大致可分為接觸式與非接觸式兩種。
模具的型芯型腔與導(dǎo)柱導(dǎo)套的匹配如果出現(xiàn)偏差,可以通過三坐標(biāo)測量機(jī)找出偏差值以便糾正。在模具的型芯型腔輪廓加工成型后,很多鑲件和局部的曲面要通過電極在電脈沖上加工成形,從而電極加工的質(zhì)量和非標(biāo)準(zhǔn)的曲面質(zhì)量成為模具質(zhì)量的關(guān)鍵。因此,用三坐標(biāo)測量機(jī)測量電極的形狀必不可少。 三坐標(biāo)測量機(jī)可以應(yīng)用3D數(shù)模的輸入,將成品模具與數(shù)模上的定位、尺寸、相關(guān)的形位公差、曲線、曲面進(jìn)行測量比較,輸出圖形化報告,直觀清晰的反映模具質(zhì)量,從而形成完整的模具成品檢測報告。 在某些模具使用了一段時間出現(xiàn)磨損要進(jìn)行修正,但又無原始設(shè)計數(shù)據(jù)(即數(shù)模)的情況下,可以用截面法采集點(diǎn)云,用規(guī)定格式輸出,探針半徑補(bǔ)償后造型,從而達(dá)到完好如初的修復(fù)效果。
當(dāng)一些曲面輪廓既非圓弧,又非拋物線,而是一些不規(guī)則的曲面時,可用油泥或石膏手工做出曲面作為底胚。然后用三坐標(biāo)測量機(jī)測出各個截面上的截線、特征線和分型線,用規(guī)定格式輸出,探針半徑補(bǔ)償后造型,在造型過程中圓滑曲線,從而設(shè)計制造出全新的模具。
三坐標(biāo)測量機(jī)就以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字化能力,成為現(xiàn)代制造業(yè)尤其是模具工業(yè)設(shè)計、開發(fā)、加工制造和質(zhì)量保證的重要手段。三坐標(biāo)測量機(jī)對于模具工業(yè)的兩個重要作用。
第一、三坐標(biāo)測量機(jī)能夠?yàn)槟>吖I(yè)提供質(zhì)量保證,是模具制造企業(yè)測量和檢測的最好選擇。三坐標(biāo)測量機(jī)在處理不同工作方面的靈活性以及自身的高精度,使其成為一個仲裁者。在為過程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時,三坐標(biāo)測量機(jī)可提供入廠產(chǎn)品檢驗(yàn)、客戶質(zhì)量檢測、量規(guī)檢驗(yàn)、模具工件的檢測等附加性能。高度柔性的三坐標(biāo)測量機(jī)可以配置在車間環(huán)境,并直接參與到模具加工、裝配、試模、修模的各個階段,提供必要的檢測反饋,減少返工的次數(shù)并縮短模具開發(fā)周期,從而最終降低模具的制造成本并將生產(chǎn)納入控制。
第二、三坐標(biāo)測量機(jī)具備強(qiáng)大的逆向工程能力,是一個理想的數(shù)字化工具。通過三坐標(biāo)測量機(jī)測頭和不同結(jié)構(gòu)形式的三坐標(biāo)測量機(jī)的組合,能夠快速、精確的獲取工件表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特征,這對于模具的設(shè)計、樣品的復(fù)制、損壞模具的修復(fù)特別有用。此外,三坐標(biāo)測量機(jī)的接觸式掃描測頭,利用測量軟件提供的強(qiáng)大的掃描功能,能夠完成自由曲面形狀特征的復(fù)雜工件CAD模型的復(fù)制。無需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換,可以被各種CAD軟件直接識別和編程,從而大大提高了模具設(shè)計的效率。
具體來說,在模具制造企業(yè)中應(yīng)用三坐標(biāo)測量機(jī)完成設(shè)計和檢測任務(wù)時,要密切關(guān)注測量基準(zhǔn)的選擇、測頭的標(biāo)定和選擇、測點(diǎn)數(shù)及測量位置的規(guī)劃、坐標(biāo)系的建立、環(huán)境的影響等多方面的因素。這當(dāng)中的每一個因素,都足以影響測量結(jié)果的精確和效率。三坐標(biāo)測量機(jī)在模具生產(chǎn)中的應(yīng)用已經(jīng)是是目不可待了,有些模具的設(shè)計就需要用到三坐標(biāo)測量機(jī)。可以很大程度上提高模具的設(shè)計效率,精確度也會得到大大的提升。
汽車行業(yè)
坐標(biāo)測量機(jī)是通過測頭系統(tǒng)與工件的相對移動,探測工件表面點(diǎn)三維坐標(biāo)的測量系統(tǒng)。通過將被測物體置于三坐標(biāo)測量機(jī)的測量空間,利用接觸或非接觸探測系統(tǒng)獲得被測物體上各測點(diǎn)的坐標(biāo)位置,根據(jù)這些點(diǎn)的空間坐標(biāo)值,由軟件進(jìn)行數(shù)學(xué)運(yùn)算,求出待測的幾何尺寸和形狀、位置。因此,坐標(biāo)測量機(jī)具備高精度、高效率和萬能性的特點(diǎn),是完成各種汽車零部件幾何量測量與品質(zhì)控制的理想解決方案。
汽車零部件具有品質(zhì)要求高、批量大、形狀各異的特點(diǎn)。根據(jù)不同的零部件測量類型,主要分為箱體、復(fù)雜形狀和曲線曲面三類,每一類相對測量系統(tǒng)的配置是不盡相同的,需要從測量系統(tǒng)的主機(jī)、探測系統(tǒng)和軟件方面進(jìn)行相互的配套與選擇。
制造行業(yè)
在現(xiàn)代制造業(yè)中,高精度的綜合測量機(jī)越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)過程中,使產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對制造流程進(jìn)行控制,通過信息反饋對加工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時的調(diào)整,從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程,提高生產(chǎn)效率。
制造業(yè)中的質(zhì)量目標(biāo)在于將零件的生產(chǎn)與設(shè)計要求保持一致。但是,保持生產(chǎn)過程的一致性要求對制造流程進(jìn)行控制。建立和保持制造流程一致性最為有效的方法是準(zhǔn)確地測量工件尺寸,獲得尺寸信息后,分析和反饋數(shù)據(jù)到生產(chǎn)過程中,使之成為持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效工具。
三坐標(biāo)測量機(jī)是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一,因?yàn)樗梢源娑喾N表面測量工具及昂貴的組合量規(guī),并把復(fù)雜的測量任務(wù)所需時間從小時減到分鐘,并快速準(zhǔn)確地評價尺寸數(shù)據(jù),為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息。
發(fā)動機(jī)是由許多各種形狀的零部件組成,這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動機(jī)的性能和壽命。因此,需要在這些零部件生產(chǎn)中進(jìn)行非常精密的檢測,以保證產(chǎn)品的精度及公差配合。
在傳統(tǒng)測量方法選擇上,人們主要依靠兩種測量手段完成對箱體類工件和復(fù)雜幾何形狀工件的測量,即:通過三坐標(biāo)測量機(jī)執(zhí)行箱體類工件的檢測;通過專用測量設(shè)備,例如專用齒輪檢測儀、專用凸輪檢測設(shè)備等完成具有復(fù)雜幾何形狀工件的測量。因此對于從事生產(chǎn)復(fù)雜幾何形狀工件的企業(yè)來說,完成上述產(chǎn)品的質(zhì)量控制企業(yè)不僅需要配置通用測量設(shè)備,例如三坐標(biāo)測量機(jī),通用標(biāo)準(zhǔn)量具、量儀,齒輪專用檢測儀器,凸輪檢測儀器等。這樣往往導(dǎo)致企業(yè)的計量部門需要配置多類型的計量設(shè)備和從事計量操作的專業(yè)檢測人員,計量設(shè)備使用率較低,同時企業(yè)負(fù)擔(dān)較高的計量人員的培訓(xùn)費(fèi)用和計量設(shè)備使用和維護(hù)費(fèi)用;企業(yè)無法實(shí)現(xiàn)柔性、通用計量檢測。因此,降低企業(yè)的測量成本,計量人員的培訓(xùn)費(fèi)用,測量設(shè)備的使用和維修費(fèi)用,達(dá)到提高測量檢測效率的目的,使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實(shí)時質(zhì)量控制能力,這將關(guān)系到企業(yè)在市場活動中的應(yīng)變能力,對幫助企業(yè)建立并維護(hù)良好的市場信譽(yù),具有重要的決定作用。
測量功能
幾何元素的測量,包括點(diǎn)、線、面、圓、球、圓柱、圓錐等等;
測量高精度的幾何零件和曲面;
測量復(fù)雜形狀的機(jī)械零部件;
檢測自由曲面;
可選用接觸式或非接觸式測頭進(jìn)行連續(xù)掃描。
設(shè)備特點(diǎn)
核心零部件及軟件全部原裝進(jìn)口
單邊活動橋式結(jié)構(gòu),顯著提高運(yùn)動性能,確保測量精度及穩(wěn)定性
三軸導(dǎo)軌均采用高精密天然花崗巖,具有相同的溫度特性及剛性
三軸導(dǎo)軌均采用自潔式預(yù)載荷高精度空氣軸承,運(yùn)動更平穩(wěn),導(dǎo)軌永不受磨損
金屬光柵尺,更接近花崗巖基體的熱膨脹系數(shù),提高了設(shè)備的穩(wěn)定性
高速高精度自動控制系統(tǒng),內(nèi)嵌32位微處理器,真正實(shí)現(xiàn)實(shí)時控制;上下位采用光纖通訊,增強(qiáng)了電氣抗干擾能力。
軟件特點(diǎn)
軟件運(yùn)行在WINDOWS 2000/XP環(huán)境下,全中文界面;面向?qū)ο蟮木幊谭绞?,支持圖形鏡像功能。
三維CAD數(shù)模導(dǎo)入、再現(xiàn)實(shí)體或線架模型、DMIS、STEP文件導(dǎo)入導(dǎo)出、測量結(jié)果的IGES文件輸出,支持逆向工程。
動態(tài)CMM模型,支持測量機(jī)和測頭的模擬和RENISHAW測頭圖形庫。
測頭管理功能,可動態(tài)選擇多種測針。
幾何元素的測量,包括點(diǎn)、線、面、圓、球、圓柱、圓錐等等。
曲線、曲面掃描,支持點(diǎn)位掃描功能,IGES文件的數(shù)據(jù)輸出,CAD 名義數(shù)據(jù)定義、ASCII 文本數(shù)據(jù)輸入、名義曲線掃描、符合公差定義的輪廓分析。
形位公差的計算,包括直線度、平面度、圓度、圓柱度、垂直度、傾斜度、平行度、位置度、對稱度、同心度等等;
支持傳統(tǒng)的數(shù)據(jù)輸出報告、圖形化檢測報告、圖形數(shù)據(jù)附注、數(shù)據(jù)標(biāo)簽輸出等多種輸出方式;
工件坐標(biāo)系管理,指定基準(zhǔn)面(軸)即可生成工件坐標(biāo)系,并可實(shí)現(xiàn)坐標(biāo)系平移、旋轉(zhuǎn)及迪卡爾坐標(biāo)和極坐標(biāo)的相互轉(zhuǎn)換,支持3-2-1找正。
誤差補(bǔ)償功能,進(jìn)一步提高機(jī)器測量精度。
臺式:采用高精度精密型測量機(jī)的專用結(jié)構(gòu),由固定橋和移動工作臺組成,其牢固的機(jī)械結(jié)構(gòu)確保了系統(tǒng)具備最大的剛性、最佳的穩(wěn)定性和最小的振動,保證了整個測量空間極高的測量精度。配以測量軟件包,使其成為性價相比當(dāng)高的產(chǎn)品。
便攜式:
1、碳石墨臂身整體構(gòu)造使便攜性良好,配合內(nèi)置集成擴(kuò)展使用電池----提供真正的”隨時隨地”測量
2、在每個關(guān)節(jié)設(shè)有超負(fù)荷傳感器----確保手臂保持最佳精度及無限位旋轉(zhuǎn)
3、內(nèi)置式自平衡機(jī)構(gòu)----提供舒適的無應(yīng)力使用
4、內(nèi)置雙模式自動觸發(fā)和硬式測頭----使用戶可以隨時校準(zhǔn)各種測頭
5、內(nèi)置溫度補(bǔ)償系統(tǒng)----將環(huán)境變化對測量臂本身的影響降至最小
6 、通用 3.5 英寸快速裝配圓盤底座 ---- 提供在金屬表面或花崗石平臺上的快速安裝
7 、采用 USB 接口 ----電腦與設(shè)備采用了USB數(shù)據(jù)線進(jìn)行連接,無需驅(qū)動,做到即插即用
8、任何人在任何地方均可以前所未有的精度對部件、固定設(shè)備及組件進(jìn)行檢查、逆向工程或執(zhí)行CAD至部件分析。如果您將該精度與其可修改的3D 測量技術(shù)和定制零培訓(xùn)軟件工具(帶或不帶CAD)結(jié)合起來,鉑金測量臂將是需要GD&T 和SPC輸出的成型、鑄模、制造、鑄造及裝配設(shè)備的理想解決方案。此外,它還具備真正的便攜性能和改進(jìn)的生物工程技術(shù)。事實(shí)上,超負(fù)荷傳感器可防止用戶使手臂超載,從而確保測量的精確性,使其成為“唯一有感覺的手臂”。
產(chǎn)品的主要配件:校正球、校正塊、光柵尺、探針、控制器、測量軟件、磁力吸盤、測頭等等。
●萬能柔性三坐標(biāo)夾具主體部分---裝夾平板,可以充分保護(hù)大理石平臺精度,避免工件直接接觸大理石工作臺,延長其使用壽命;
●萬能柔性
三坐標(biāo)夾具只要通過一些簡單的組合,可以實(shí)現(xiàn)多種產(chǎn)品和較復(fù)雜產(chǎn)品的裝夾,可以為用戶省去那些專用夾具設(shè)計制作資金,更好的節(jié)省生產(chǎn)成本,提升企業(yè)收益率與市場競爭力;
●可實(shí)現(xiàn)精確的重復(fù)定位,主體安裝板的每個孔及夾具組成部件都有代號,每種工件的裝夾方式都可以用這些代號制作成記事本記錄下來,方便以后測量使用,能夠?yàn)橛脩糇畲笙薅葴p少裝夾時間、提高工作效率,以及提供可靠的裝夾方式,最大限度減少測量誤差,為準(zhǔn)確的測量數(shù)據(jù)奠定基礎(chǔ);
注:夾具是可根據(jù)客戶需求,根據(jù)三坐標(biāo)行程來定制,并非一成不變。
根據(jù)現(xiàn)行的國際標(biāo)準(zhǔn),對于測量機(jī)的不確定度和檢測程序在ISO10360中進(jìn)行了描述。
ISO10360標(biāo)準(zhǔn)主要確定了以下三項誤差:
A.長度測量最大允許示值誤差MPEE(ISO10360-2)
在測量空間的任意7種不同的方位,測量一組5種尺寸的量塊,每種量塊長度分別測量3次。
所有測量結(jié)果必須在規(guī)定的MPEE值范圍內(nèi)。
B.最大允許探測誤差MPEP(ISO10360-2)
25點(diǎn)測量精密標(biāo)準(zhǔn)球,探測點(diǎn)分布均勻。最大允許探測誤差MPEP值為所有測量半徑的最大差值。
MPEP是測量機(jī)的形狀公差。
如果測量了一個精密環(huán)規(guī),所繪制圖上的形狀公差就是測量機(jī)的形狀公差(=MPEP)。
C.最大允許掃描探測誤差MPETHP(ISO10360-4)
沿標(biāo)準(zhǔn)球上4條確定的路徑進(jìn)行掃描。最大允許掃描探測誤差MPETHP值為所有測量半徑的最大差值。
在可接受不確定度水平上采集點(diǎn)的數(shù)量,確定了測量機(jī)的工作效率。一些測量機(jī)能夠在一分鐘內(nèi)采集超過100個數(shù)據(jù)點(diǎn),而可以達(dá)到非常接近計量型的精度。