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三坐標測量機是如何實現精密測量的?

中圖儀器 ? 2023-01-10 09:34 ? 次閱讀

三坐標測量機(Coordinate Measuring Machine, CMM) 是指在一個六面體的空間范圍內,能夠表現幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器。

三坐標測量機是通過XYZ三個軸測量各種零部件及總成的各個點和元素的空間坐標,來評價長度、直徑、形狀誤差、位置誤差的一種測量設備。配備了高精度的導軌、測頭和控制系統,并使用計算機程序來自動控制檢測流程,計算輸出測量結果。測量功能應包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。一般對被測體沒什么特殊要求,只是要根據被測物體選擇不同的測頭及測針。

Mars系列三坐標測量機是移動橋式的三坐標測量機,基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間,精確地測出被測零件表面的點在空間三個坐標位置的數值,將這些點的坐標數值經過計算機數據處理,擬合形成測量元素,如圓、球、圓柱、圓錐、曲面等,經過數學計算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數據。

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Mars系列三坐標測量機的測頭系統是由測座、測頭、探針等組成,是數據采集的傳感器系統,三坐標測量機在對工件進行測量時,能夠根據測頭系統探測工件,返回工件表面的點數據,通過三坐標的軟件系統計算各類幾何形狀、尺寸等。

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1.測頭座
測頭座是探測系統中連接三坐標測量機移動軸與測頭的部分,測頭信號通過測座同三坐標測量機控制系統的測頭接口相連。測座有多種,主要分為手動可旋轉測座、固定測座、萬向探測系統三種。
2.測頭
測頭是測量機觸測被測零件的發訊開關,它是坐標測量機的關鍵部件,主體為探測傳感器,一般由獨立的控制系統控制,其主要包括測量力的控制、測量過程控制、測點的感知、與坐標測量系統通訊等。

poYBAGNsouSAH1AxAAD1JUgTqEM877.pngMars系列三坐標測量機測頭部分


3.探針
安裝在測頭上,并接觸被測量元件,典型結構為測桿+紅寶石球。不同形狀和規格,確保測頭不受限制的對工件所有特征元素進行測量,整個探針系統包括:接長桿、轉接件、探針(組)等。探針系統可以根據相關的測量要求,通過對這些構件的組合與配置,形成各種結構形式,以完成不同的測量任務。
4.附件
1)加長桿
加長桿探針的輔助測量,具有測量較深位置特征的能力。
2)更換架
由于被測工件的復雜性,在實際測量工作中不可能由一個探針(系統)完成所有的測量任務,更換架可對測量機測座上的測頭/加長桿/探針組合進行快速、可重復的更換,在同一測量系統下對不同的工件進行完全自動化的檢測。
3)標準球
由坐標測量系統供應商提供的一個(組)已知直徑的高精度球(球度誤差很小), 用來標定和校準探測系統。這個裝置在平時使用過程中必須注意保護,因為它是測量機精度的依據之一,也是使用很頻繁的一個裝置。

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