六大坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)

　　【儀表網(wǎng) 儀表產(chǎn)業(yè)】坐標(biāo)測(cè)量機(jī)(CMM)傳感器不斷發(fā)展，允許以更高的精度測(cè)量更復(fù)雜的零件幾何形狀和應(yīng)用。
 

　　在大多數(shù)制造公司的檢查室中，CMM仍然是不可或缺的工具。在本文中，我們將討論一些傳感器的的應(yīng)用現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)。
 

　　1、電動(dòng)探頭
 

　　在雷尼紹(Renishaw)發(fā)明35年前后，電動(dòng)探針頭在CMM靈活性方面取得了重大飛躍，從而消除了對(duì)一系列固定探針和測(cè)針的需求，這些探針和測(cè)針經(jīng)定制以匹配要檢查零件的要求。初采用固定索引機(jī)構(gòu)，允許A和B角以7.5度的增量運(yùn)動(dòng)，在過(guò)去的幾年中，索引角度已減小，并且新一代無(wú)窮大的定位頭也得到了發(fā)展。另外，已經(jīng)發(fā)布了分度頭的新模型，它們提供了推斷的校準(zhǔn)，這意味著在檢查例程中不再需要校準(zhǔn)每個(gè)命令的探針位置。盡管CMM接觸式觸發(fā)探針的校準(zhǔn)時(shí)間相對(duì)較短，但在電動(dòng)探針頭上使用模擬掃描探針時(shí)，校準(zhǔn)時(shí)間可能會(huì)很長(zhǎng)。PH10M-i。Q PLUS在出廠前經(jīng)過(guò)錯(cuò)誤映射過(guò)程，該過(guò)程會(huì)創(chuàng)建一個(gè)的校準(zhǔn)圖，該圖會(huì)保存到頭文件中。自動(dòng)將頭部對(duì)準(zhǔn)要測(cè)量的特征的準(zhǔn)確法線向量的功能可以改善CMM測(cè)量性能，并大程度地減少鐵心針刺的風(fēng)險(xiǎn)。
 

　　如今，從固定頭，分度頭到連續(xù)運(yùn)動(dòng)頭，提供了廣泛的CMM測(cè)頭。固定探頭仍在極高精度CMM上使用，對(duì)于攜帶探測(cè)和掃描深部?jī)?nèi)部零件所需的長(zhǎng)延伸桿也特別有用。
 

　　2、集成式掃描探頭
 

　　雷尼紹5軸REVO探頭的推出極大地改善了CMM的功能，適用于復(fù)雜的航空航天和汽車(chē)測(cè)量應(yīng)用。觸覺(jué)掃描傳感器通過(guò)實(shí)時(shí)激光無(wú)縫集成到探頭本身中，可檢測(cè)測(cè)量筆和空心延伸桿的任何撓度，從而提高了動(dòng)態(tài)CMM測(cè)量性能。獨(dú)特的探測(cè)系統(tǒng)具有“固定”測(cè)量程序，因此可以通過(guò)REVO探頭的運(yùn)動(dòng)來(lái)掃描特征，而不是通過(guò)CMM框架來(lái)進(jìn)行掃描。
 

　　3、多傳感器三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)功能
 

　　隨著更強(qiáng)大，更復(fù)雜的探頭的出現(xiàn)，還可以在檢測(cè)順序內(nèi)執(zhí)行自動(dòng)傳感器更換，從而為特定的零件特征或特性測(cè)量選擇的傳感器。如今，幾乎所有的CMM OEM廠商都提供大量的傳感器技術(shù)，包括觸覺(jué)掃描，激光線掃描，光學(xué)傳感器，表面光潔度等等。
 

　　坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已經(jīng)成為一個(gè)統(tǒng)一的測(cè)量站，在這里“一種尺寸就能滿足所有需求”，而無(wú)需在不同的測(cè)量技術(shù)平臺(tái)之間轉(zhuǎn)移零件以產(chǎn)生完整的監(jiān)督檢查報(bào)告。統(tǒng)一的CMM性能減少了總的檢查時(shí)間，大大減少了制造和檢查數(shù)據(jù)生成之間的等待時(shí)間，同時(shí)在單個(gè)無(wú)縫檢查報(bào)告中提供了所有被測(cè)零件的特性。
 

　　一些制造商甚至采取了進(jìn)一步的方法，可以在CMM上快速更換固定和電動(dòng)探頭，從而在固定的高精度探測(cè)和全電動(dòng)探頭的靈活性之間做出必要的折衷。蔡司多用途傳感器系統(tǒng)(質(zhì)量)就是一個(gè)例子，它可以在同一臺(tái)機(jī)器上同時(shí)進(jìn)行接觸和光學(xué)測(cè)量。歸功于所有傳感器的通用燕尾接口，只需幾步即可更換傳感器。9個(gè)可用的ZEISS傳感器中的每一個(gè)都配備有ID芯片，當(dāng)安裝該傳感器并在ZEISS CALYPSO測(cè)量軟件中選擇該傳感器后，機(jī)器會(huì)自動(dòng)識(shí)別該ID芯片，從而消除了操作錯(cuò)誤。
 

　　Hexagon Manufacturing Intelligence的SENMATION直接集成到CMM主軸中，它使用探針識(shí)別系統(tǒng)來(lái)快速識(shí)別和檢查已加載傳感器的狀態(tài)。更換后無(wú)需重新校準(zhǔn)，該系統(tǒng)可提供平滑的自動(dòng)更改，以加快測(cè)量序列。通用傳感器開(kāi)關(guān)和智能傳感器模塊意味著SENMATION可以接受所有常見(jiàn)的傳感器類(lèi)型，而系統(tǒng)的可擴(kuò)展性允許將來(lái)集成其他傳感器。
 

　　CMM可以被稱為很多東西，但從根本上講，它只是一個(gè)傳感器載體-一種精確的結(jié)構(gòu)，可以命令到空間中的三維位置，然后指示它執(zhí)行離散的傳感器功能，或者無(wú)需額外控制的CMM框架運(yùn)動(dòng)。
 

　　CMM仍然是可用于制造質(zhì)量控制的準(zhǔn)確的“傳感器推動(dòng)器”，因此，就精度，可重復(fù)性和可負(fù)擔(dān)性而言，CMM非常具有優(yōu)勢(shì)。但是，它的“足跟癥”是無(wú)法直接無(wú)縫集成到制造過(guò)程中。與更快的光學(xué)測(cè)量解決方案相比，CMM還提供了更慢的檢查時(shí)間，并且有必要逐個(gè)特征地編程，而不僅僅是“全部抓取”，并且使度量軟件從“抓取的數(shù)據(jù)”中提取特征幾何圖形，并終呈現(xiàn)出完整的被測(cè)零件地形顏色圖，可進(jìn)行快速分析。
 

　　4、結(jié)構(gòu)化光掃描
 

　　用于生產(chǎn)測(cè)量的結(jié)構(gòu)化光傳感器的使用已將CMM留在了質(zhì)量控制實(shí)驗(yàn)室中。結(jié)構(gòu)化照明技術(shù)與CMM的優(yōu)勢(shì)相結(jié)合，似乎是CMM不斷發(fā)展的下一步中合乎邏輯的下一步。
 

　　雷尼紹推出其REVO RFP結(jié)構(gòu)化光傳感器代表了CMM向結(jié)構(gòu)化光掃描過(guò)渡的第一步。RFP探頭設(shè)計(jì)用于檢查自由形狀的表面和復(fù)雜的幾何形狀，從而以高點(diǎn)密度快速交付表面數(shù)據(jù)補(bǔ)丁。RFP條紋探針不需要參考標(biāo)記就可以將來(lái)自不同掃描區(qū)域的數(shù)據(jù)塊拼接在一起，因?yàn)檫@是由REVO系統(tǒng)自動(dòng)執(zhí)行的。自動(dòng)曝光補(bǔ)償可確保在不需要啞光涂層的情況下針對(duì)不同的材料，表面顏色和紋理獲得的數(shù)據(jù)結(jié)果。
 

　　5、激光線掃描
 

　　激光線掃描在便攜式計(jì)量學(xué)中發(fā)揮了巨大作用，既與便攜式臂式CMM集成在一起，又作為手持式掃描儀，用于反向工程和質(zhì)量控制。作為主流傳感器，試圖將該技術(shù)移植到CMM框架上的努力一直難以獲得廣泛的市場(chǎng)滲透。如今，所有CMM OEM廠商都提供激光線掃描儀，但它們占新CMM裝置年銷(xiāo)售額的百分比仍然相對(duì)較低。
 

　　隨著結(jié)構(gòu)光掃描的出現(xiàn)，遷移到CMM框架，人們不得不質(zhì)疑激光線掃描儀是否已經(jīng)失去了成為主流CMM傳感器技術(shù)的機(jī)會(huì)。可以肯定的是，CMM軟件初無(wú)法處理生成的數(shù)據(jù)使這項(xiàng)技術(shù)受挫，如今，情況已不再如此，價(jià)格與獎(jiǎng)勵(lì)的關(guān)系似乎更是限制客戶使用率的因素。
 

　　6、光學(xué)傳感器創(chuàng)新
 

　　幾項(xiàng)新近推出的CMM傳感器創(chuàng)新解決了特定于應(yīng)用程序的功能。Hexagon Manufacturing Intelligence近推出了其HP-OW彩色白光傳感器，該傳感器能夠測(cè)量具有透明，拋光，粗糙和亞光飾面的組件，并使其能夠快速，準(zhǔn)確地測(cè)量由精密材料制成的零件，這就是其中之一。例子。所述ZEISS DotScan提供自由曲面的捕獲，也使用的色的白色光時(shí)，應(yīng)用程序尤其是當(dāng)觸針或相機(jī)傳感器達(dá)到其上的敏感，軟型，反射型或低對(duì)比度的表面限制。
 

　　雷尼紹提供RVP視頻檢測(cè)探頭作為其眾多REVO傳感器之一，在某些應(yīng)用中，非接觸檢測(cè)比傳統(tǒng)的觸覺(jué)探測(cè)技術(shù)具有明顯的優(yōu)勢(shì)。薄金屬板零件或帶有大量孔(有時(shí)小到0.5毫米)的組件通常不適合進(jìn)行觸覺(jué)測(cè)量。
 

　　小結(jié)
 

　　三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)引入新的高級(jí)傳感器，不斷適應(yīng)不斷變化的制造需求。可以肯定的是，這一領(lǐng)域?qū)⒗^續(xù)擴(kuò)大質(zhì)量實(shí)驗(yàn)室之外的CMM測(cè)量范圍，進(jìn)一步增強(qiáng)CMM測(cè)量能力，同時(shí)還提供降低CMM編程復(fù)雜性的可能性，同時(shí)使CMM可以直接集成到制造過(guò)程中。