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這套CMM操作流程,對您的檢測數據影響很大哦。

2019-10-26 15:09:31  來源:  點擊:

CMM的測量原理是精確測出零件表面的空間三坐標值,經過一定算法擬合成線、面、圓柱、球等測量元素,通過數學計算,得出其形狀、位置及其它幾何量數據。可見,精確測量出零件表面點的坐標,是評價形狀、位置等幾何...
 CMM的測量原理是精確測出零件表面的空間三坐標值,經過一定算法擬合成線、面、圓柱、球等測量元素,通過數學計算,得出其形狀、位置及其它幾何量數據。可見,精確測量出零件表面點的坐標,是評價形狀、位置等幾何量誤差的基礎。

 

      CMM機的操作使用要求具有專業的知識基礎,非專業人員很難進行后期編程等操作,更重要的是,測量方法沒有統一標準,如點的個數、位置等的選取等。

 

      愛德華經過多年的探索和實踐經驗,形成了包括分析工件圖紙、設計測量方案、完成測量過程、評價測量結果及打印測量報告等一整套成熟測量流程。

 

01

測量過程分析

以愛德華Daisy8106型三坐標測量機為例,測量軟件為AC-DMIS通用型,結合實踐教學,簡要分析CMM的測量規程。

 

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02

測量要求與流程

CMM是一種精密度很高的測量設備,對工作環境有著嚴格要求,如溫度應控制在20+/-2℃,濕度控制在40%-60%,以及良好的防震保證。

分析圖紙,根據圖紙要求確定被測量,大致規劃測量過程,如基準的選擇、測點的布置等。

測量之前要選擇合適的測頭并進行測頭校驗,獲取測球半徑值。測頭校驗一般使用標準球作為基準,測點方法最少為五點法,即標準球頂部取一點,赤道上測四點。校驗時,測座、測頭、標準球均要固定良好,且表面潔凈。測頭校驗是開始測量的首要環節,對測量結果影響較大,務必足夠重視。

為了提供柔性測量和批量測量的效率,開始測量前還需要建立工件坐標系。建立合適的坐標系是CMM后續測量的基礎,合理的坐標系將有助于提高測量精度和測量效率,并且,批量檢測時,在編程中建立適當的坐標系可以降低工作強度,提高測量速率。簡單來說,建立坐標系的方法有以下三種:

Ⅰ:工件位置找正。主要應用于測量規則幾何工件時建立坐標系,對三維模型的存在與否沒有要求。運用該方法建立工件坐標系時必須遵守321法則,即首先在待測工件上采三個以上的點來確定基準平面,其次在工件上測量兩個以上的點來確定基準線,最后確定基準點,完成坐標系建立。

Ⅱ:RPS找正。運用RPS找正建立工件坐標系需要三維模型,主要針對原點不在工件本身、或無法找到相應的基準元素,多用于曲面薄壁、鈑金類零件,如汽車、飛機的配件,這類零件的坐標系多在車身或機身上。

Ⅲ:三個中心點找正。三個中心點找正建立坐標系的方法簡稱三點找正,需要三維模型,主要針對一些特殊工件需通過三點找正確定工件位置的情況。其中,3個中心點必須是空間的非矢量元素,能確定準確的位置。元素包括點、圓、橢圓、球、方槽、圓槽,但是點必須采點位置準確,圓、橢圓、方槽、圓槽必須投影才可建立坐標系。

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    為了得到更加準確的測量數據,測量過程中要注意工件的擺放,以保證工件測點順序與測針移動方向一致,這樣測頭移動更合理、安全。CMM是通過拾取表面點的空間坐標來完成各種幾何量數據測量的,因此,測點個數及位置等的選取至關重要。理論上,采點越多越好,合理地增加測量點數可有效降低測量的不確定度,實際中,采樣點盡可能多且分布均勻,覆蓋整個元素范圍,并符合元素測量采點規律。另外,也可通過數學計算的方法分析點的個數和位置,我們研究了測點數與測量結果之間的關系,結果表明,測點數越多,測量結果越精確,但實際中應用較少,多以最少點數及經驗確定。企業批量檢測時,過多的測點數會降低測量效率,而要根據測量任務及精度要求,確定測量位置及點數。

 

 

CMM拾取空間采樣點坐標后,經過數學運算才能得到零件的幾何參數誤差,算法中多采用最小二乘法。

03

測量結果評價與誤差來源分析

測量過程完成后,測量結果的分析與評定,主要是誤差來源分析,是高精度產品檢驗的一項要求,直接影響產品評定。它是測量可靠性的表達,定量的計算描述就是測量不確定度。測量不確定度的影響因素主要有以下幾個方面:

Ⅰ:方法誤差。主要指測量方法不完善引起的誤差,如采點個數及位置的選擇,基準的選擇與測量,工件安裝是否合理等等。測量方法的選擇要建立在對圖紙與零件裝配、功用等的透徹分析基礎上,對于不明確的地方,可以由有經驗人員來把握。

Ⅱ:設備誤差。指由測量設備本身存在的誤差而引起的測量誤差,一般用測量機的示值誤差或不確定度來表示,它與機器的使用工況有關,因此,CMM的日常維護保養及定期的精度補償至關重要,另外,測頭部分也是此類誤差的重要來源,如測座不同角度旋轉定位時產生的誤差等。誤差補償技術是修正測量設備誤差的重要方法,科研工作者也進行了深入的研究,是未來提高CMM測量精度的主要發展趨勢。

Ⅲ:人員誤差。指測量人員受到自身能力限制,而在測量時引入的誤差,如手動采點時由于測量速度、方向、力度的差異而產生的誤差。測量人員在工作過程中盡量使各種測量影響因素趨于一致、降低到最小,如相同的測量力、測量速度均勻過渡等,并盡量使用CMM自動測量模式,這些在一定程度上可以減小人員誤差。

Ⅳ:環境誤差。指由于環境因素與測量設備規定的標準狀態不一致而引起的誤差。如溫度、濕度、氣壓、振動、灰塵等,其中以溫度對測量精度的影響最大。CMM機工作時的溫度要求是20+/-2℃。

 

4

小結

CMM作為一種精密檢測設備,其測量應用過程要求嚴格。本文就測量過程的主要環節進行了細致的分析,包括測量環境要求、測頭校驗、建立工件坐標系、工件位置擺放及采點個數與位置等,同時,討論了測量過程中誤差產生的來源,如方法誤差、設備誤差、人員誤差、環境誤差,并提出應對策略。實踐證明,良好的測量操作與測量結果誤差分析能夠實現CMM機的高精度、高效率使用,同時,也是測量人員的重要素養要求

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