三坐标测量仪的仪器简介
三坐标测量仪是指在一个六面体的空间范围内,能够表现几何形状、长度及圆周分度等测量能力的仪器,又称为三坐标测量机或三坐标量床。三坐标测量仪又可定义“一种具有可作三个方向移动的探测器,可在三个相互垂直的导轨上移动,此探测器以接触或非接触等方式传递讯号,三个轴的位移测量系统(如光栅尺)经数据处理器或计算机等计算出工件的各点(x,y,z)及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。 结构型式:三轴花岗岩、四面全环抱的德式活动桥式结构
传动方式:直流伺服系统 + 预载荷高精度空气轴承
长度测量系统:RENISHAW开放式光栅尺,分辨率为0.1μm
测头系统:雷尼绍控制器、雷尼绍测头、雷尼绍测针
机 台:高精度(00级)花岗岩平台
使用环境:温度(20±2)℃,湿度40%-70% ,温度梯度1℃/m,温度变化 1℃/h
空气压力:0.4 MPa - 0.6 Mpa
空气流量:25 L/min
长度精度MPEe: ≤2.1+L/350 (μm)
探测球精度MPEp: ≤2.1μm 三轴采用天然高精密花岗岩导轨,保证了整体具有相同的热力学性能,避免由于三轴材质不同热膨胀系数不同所造成的机器精度误差。
花岗岩与航空铝合金的比较
1.铝合金材料热膨胀系数大。一般使用航空铝合金材料的横梁和Z轴在使用几年之后,三坐标的测量基准——光栅尺就会受损,精度改变。
2.由于三坐标的平台是花岗岩结构,这样三坐标的主轴也是花岗岩材质。主轴采用花岗岩而横梁和Z轴采用铝合金等其他材质,在温度变化时会因为三轴的热膨胀系数不均同而引起测量精度的失真和稳定。
三轴导轨采用全天然花岗岩四面全环抱式矩形结构,配上高精度自洁式预应力气浮轴承,是确保机器精度长期稳定的基础,同时轴承受力沿轴向方向,受力稳定均衡,有利于保证机器硬件寿命。
3. 采用小孔出气专利技术,耗气量为30L/Min,在轴承间隙形成冷凝区域,抵消轴承运动摩擦带来的热量,增加设备整体热稳定性。仔细研究各厂家的技术指标,会发现: 欧潼精密的耗气量为30L/Min,而其他的厂家在50-150L/MIN之间. 按照物理学理论,当气体以一定的压力通过圆孔的时候,会因为气体摩擦产生热量,在高精密测量中,微小的热量也会影响精度的稳定性,而当出气孔的孔径小于一定的直径的时候,却会相反的会在出气孔的周围形成冷凝效应! 正是利用这一物理学原理,采用欧潼小孔出气的技术,使得冷凝效应恰恰抵消测量中因为空气摩擦产生的微弱热量,使得设备保持长时间的温度稳定性,从而保证精度稳定性!
各大供应商CMM轴承对比
4. 三轴均采用英国RENISHAW原装镀金光栅尺,分辨率为0.1um;同时采用一端固定,一端自由伸缩的方式安装,减少了光栅尺的变形。
5.传动系统采用国际先进的设计,无任何导轨受力变形,最大程度保证机器精度和稳定性。采用钢丝增强同步带传动结构,有效减少高速运动(增加)时的震动,具有高强度,高速度及无磨损特点。
6. 软件为PTB全面认证的业界标杆RATIONAL-DMIS,功能强大,简单易学,让你更专注于产品测量而不是学习软件。
★ 有大型,不宜搬动的零件和装配件(如航空器部件、运输工具、工程机械零件、大型焊接冲压件、大型锻件、大型铸件等)
★ 需要三坐标测量机
★ 对于没有三坐标测量设备,但需要测量,公司可以提供三坐标测量设备租借(租用)
★ 需要到外协单位检测产品,而外协单位没有三坐标测量设备
★ 在线检测、测量
★ 检具、夹具标定、检测
★ 汽车焊装夹具,检具标定、检测
★ 管件检测、测量
★ 整车逆向扫描
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三坐标测量仪是通过XYZ三个轴测量各种零部件及总成的各个点和元素的空间坐标,来评价长度、直径、形状误差、位置误差的一种测量设备。配备了高精度的导轨、测头和控制系统,并使用计算机程序来自动控制检测流程,计算输出测量结果。测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
三坐标测量仪对被测体没什么特殊要求,要根据被测物体选择不同的测头及测针。
基本原理
将被测零件放入它允许的测量空间,精确地测出被测零件表面的点在空间三个坐标位置的数值,将这些点的坐标数值经过计算机数据处理,拟合形成测量元素,如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等,经过数学计算的方法得出其形状、位置公差及其他几何量数据。
结构组成
它可分为主机、测头系统、 控制系统和测量软件四大部分。
(1)主机
框架结构
标尺系统
导轨
驱动装置
平衡部件
(2)测头系统
测头是坐标测量机触测被测零件的发讯开关, 是坐标测量机的关键部件,测头精度的高低决定了坐标测量机的测量重复性。三坐标测量机的功能、工作效率、精度与测头密切相关。三坐标测头的两大基本功能是测微和触发瞄准。
测头的分类
按结构原理,测头可分为机械式、光学式和电气式。
按测量方法,测头可分为接触式和非接触式。
测头系统的组成
测头系统包括分度测座、测头及其附件,其附件包括测杆、加长杆和探针。
(3)控制系统
功能:
读取空间坐标值,对测头信号进行实时响应与处理,控制机械系统实现测量所必需的运动,实时监测坐标测量机的状态以保证整个系统的安全性与可靠性,有的还包括对坐标测量机进行几何误差与温度误差补偿以提高测量机的测量精度。
随着计算机技术及数控技术的发展,CNC型控制系统变得日益普及,高精度、高速度、智能化成为坐标测量机发展的主要趋势。
控制系统主要包括:
- 空间坐标测量控制;
- 测头系统及其控制;
- 测量进给控制;
- 控制系统的通信;
- 坐标测量机的安全保证系统和控制系统的软件。
应用领域
用于机械制造、汽车、航天航空、船舶重工、军工、风电、新能源等大型零件的测量;3C、工具原形等中小型零件的测量。涵盖箱体、机架、齿轮,凸轮、涡轮,蜗杆、叶片的曲线、曲面的测量,可对工件的尺寸、形状和形位公差进行精密检测,完成过程控制,质量控制,逆向成型等任务。
参考资料三坐标测量仪百度百科