三坐标测量机的发展趋势
2020-10-22
Altera C 系列 三坐标测量机5.jpg

推广高速测量。

品质和效率是衡量各种设备性能和生产工艺优劣的两个重要指标。为保证测量精度,传统的概念测量速度不宜过高。随著生产节奏的加快,用户在要求测量机保证测量精度的同时,也对CMM的测量速度提出了更高的要求。

1.1:测量机结构设计的改进和材料的变化,结构优化以提高刚度,减轻运动部件的质量:用轻材料减少运动惯性,即用低密度材料,如普通花岗石,用较低密度模数的材料,如薄壁中空结构,等等。铝材,陶瓷,人造材料在测量机上得到越来越多的应用。

1.2:高速动态性能要求提高动态补偿能力,动态误差与测量机的结构参数及运动规律有关。通过对其特性的研究,不仅可以改进测量机的结构设计,提高控制系统的性能,而且还可以进行动态误差补偿,在保证测量精度的同时实现了高速测量。

1.3:采用无触点测头方式进行测量,在触点测量情况下,由于工件与测头的接触速度不能太大,因此对测量速度有很大的限制。扫描法虽然比点位法更有效,但仍受到触测法的限制。使用非接触式测头,避免了频繁的加速、减速、碰撞,大大提高了测量的速度。尤其是在对可靠性和安全保护要求较高的情况下,非接触式测头具有很大的优势。

1.4:离线编程技术已成为一种发展趋势,所谓离线编程技术,是指在CAD技术的帮助下,在没有上测机的三维图形环境中,完成测量程序的编制。这不仅可以有效地提高实际使用中测量机的工作效率,而且可以大大提高测量程序的编写效率。采用离线编程技术,使测量的准备工作与生产准备和生产过程完全同步,更能节省CMM机器宝贵的时间。

应用新材料和新技术。

为了保证测量的高可靠性和高速度,国外非常重视研究机体原材料的选择问题,近年来在传统铸铁、铸钢的基础上,又增加了合金、石、瓷等新型材料的主要三坐标测量机构,大多采用重量轻、刚度好、导热性强的合金材料,用于制作测量机上运动机构部件。铝材,陶瓷材料及各种合成材料在三坐标测量仪中的应用日益广泛。

改进控制系统。

越来越多的现代制造系统中,检测的目标不再仅限于成品验收检验,而是将制造过程的相关信息提供给整个制造系统,作为控制的依据。因此,必须对测量器具进行开放式控制,使其具有较大的灵活性。为了达到这一目的,我们必须尽可能利用快速发展的电子工业新技术,特别是计算机,来设计高性能/价格比系统。

量具测头的研制

除了机械式本体外,三坐标测量机的头部是实现高精度的关键,也是坐标测量机的核心。相对于其它技术指标而言,提高探头性能指标是最困难的。

另外,非接触式测头将得到广泛应用,也是目前测头研究的一个重要方向。微电子学中有很多二维模式,如大规模集成电路等,它们不能通过接触式测头进行测量。近几年,国外光学三坐标测量机发展很快。

非接触测量是光学三坐标测量机的核心。

在开发非接触式测头的同时,还将开发具有高精度、大范围、可用于扫描测量的光学测头,以及可伸缩进小孔、可用于测量微型零件的专用测头。同时或交替使用不同类型的测头也是一个重要发展方向。

软件业的创新。

测量机的功能主要取决于软件。3坐标测量机的操作、使用的便捷性,也首先依赖于软件,测量机各项新技术的发展,都要有相应的软件技术跟上。

要把三坐标测量机融入生产线,就必须开发网络通信、建模、CAD软件,实现反向工程;按照样条函数、NURBS等进行拟合、建模,并开发各种仿真软件。另外,为了方便与CAD/CAM的数据交换,加速普及通用测量软件DMIS的使用:同时完善对不同类型工件专用测量软件的开发和使用,最终形成基于同一平台开发的测量软件族也成为软件创新的必然趋势。

在三坐标测量机中,可以说测量机软件是发展最快的技术之一。这一软件技术的发展将使三坐标测量机向智能化方向发展,其中至少包括可自动编程,按测量任务优化测量机,故障自动诊断等内容。


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