选择三坐标测量机注意事项

  一般情况下,三坐标测量机的选用主要注意如下方面:

   1.CMM的测量范围。这是选择CMM的首要因素。计划购买三坐标测量设备时,首先要清楚掌握所测产品的外围尺寸,根据尺寸来确定相应规格的三坐标设备。例如在选用桥式结构CMM时,设备价格与横梁的跨度成正比,而长度方向的尺寸对价格影响不大,因此我们只要满足测量的范围即可,不必追求不必要的大量程,如果被测工件所需被测量的只是整个产品的一部分,这时选用的CMM也要把整体工件放置在工作台面上,同时要考虑产品的重量,不能超过CMM的承重范围。CMM选用的测量范围还要受到所选探头系统的影响,因为探头会占用一定的测量空间,所以在选定测量范围时,就要考虑所选探头的影响。目前从测量范围而言,探头普遍使用的是两种:带旋转头的探头和固定式探头。

   (1)旋转探头:主要应用在生产型的三坐标测量机上。

   (2)固定式探头:主要应用在计量型的三坐标测量机上。它不存在旋转探头在旋转过程中产生的旋转误差。因为存在旋转探头和固定探头的工作原理差异,因此在选择设备测量范围的时候也是有区别的:旋转探头需要更大的测量范围,对于同样的一个工件,因为旋转探头在旋转过程中会占用一些空间,根据我们的实践经验,在选择CMM的时候,如果供应商标配旋转探头,就要考虑更大的CMM量程。

   2.测量精度。三坐标测量机就是检测工件几何尺寸与形位误差的计量仪器,满足精度要求是首选目标。CMM选用时,一般可根据被测工件要求的检测精度与测量机给定的测量不确定度相对比,看测量机精度是否符合要求。精度比对不是一个简单的比较过程。测量机的技术规范中一般只给出单轴测长和空间测长的两个不确定度计算公式及重复测量精度值。而在具体开展测量时,需要将被测参数的测量不确定度限制在一定范围内。一般测量时,需要测量很多探测点。在进行形位公差测量时,更有大量探测点参与计算并带来测量误差,精确计算是很困难的,因此从经验出发,在一般测量中,测量不确定度应为被测工件尺寸公差带的1/5～1/3。

    总之,用户应选用精度(包括重复精度)稍高一些的坐标测量机。这不仅由于测量复杂工件时,测点可能带入的误差比预想的要大(由于测头测杆变化或加长会引入更大的测量误差),而且测量机的精度会随使用次数增多而有所下降,一般测量机的不确定度数值小于或等于被测量尺寸要求不确定度的1/2时,就可以选用。

   3.探头形式。从探头的工作形式对测量结果的准确性影响来看,目前普遍使用的探头有接触式触发探头、接触式扫描探头和非接触式光学探头等。选用设备探头时,根据测量需求,测量速度及测量频率选择探头形式。

   4.光栅尺。光栅尺是三坐标测量机的读数基准,因而要求其热膨胀系数尽可能的低,以保证读数的准确性。现在关于光栅尺的材料研发也是围绕降低热膨胀系数进行的。测量机按自动化程度分为手动(或机动)与CNC(自控)两大类。选用时,应根据检测对象的批量大小、自动化程度、操作人员技术水平及资金投入大小去权衡。当然CNC测量机精度水平高、测量速度快,但测量前的准备时间相对较长、技术要求相对较高、资金投入相对较大。