坐標測量儀受測針側(cè)球的影響

時間：2020-01-05作者：上海捷滬儀器儀表有限公司（蕪湖辦事處）瀏覽：533

測桿和測球是三坐標測量儀(CMM)的傳感器與被測工件表面的樞紐連結(jié)環(huán)節(jié)。假如對于特定的丈量任務(wù)選用了分歧適的測桿和測球，就可能導致丈量結(jié)果的不確定性和不一致性。為了實現(xiàn)CMM丈量精度的較優(yōu)化，在選擇測桿和測球時必需考慮周全。英國丈量產(chǎn)品制造商雷尼紹(Renishaw)公司從四個方面先容了選擇測桿和測球可能對CMM總體丈量精度造成的影響。


(1)測球的圓度：大多數(shù)CMM測桿**真?zhèn)€測球都采用人造紅寶石球。測球的圓度誤差可能會使CMM損失高達10%的潛伏丈量精度。紅寶石測球的制造精度水平是用等級來定義的，而一個測球的等級取決于其相對于理想球體的較大偏差。較常用的兩種測球等級為5級和10級(其球度誤差分別為0.13μm和0.25μm)。盡管從使用5級測球改為使用10級測球可以節(jié)約一些本錢，但有可能會危及到普遍接受的CMM丈量不確定度與外形公差5∶1之比。固然符合尺度的5級測球可能本錢稍貴一些，但與可能使一個合格零件報廢或使一個分歧格零件蒙混過關(guān)比擬，這種本錢代價顯得微不足道。


(2)測球的材料：固然紅寶石是較常用的測球材料，但其他材料可能較適合進行接觸掃描丈量。在掃描丈量時，測球沿著工件表面滑行，會產(chǎn)生摩擦磨損。在較端情況下，這種長期接觸可能會導致測球材料從球上被磨除(磨粒磨損)，或工件材料被粘著到測球上(粘結(jié)磨損)。不管哪一種情況，都會影響測球的圓度。當測球的某一部位與工件常常保持接觸時，這種圓度誤差就會不斷增大。


在掃描丈量某些材料(如鑄鐵)表面時，可能會發(fā)生磨粒磨損。殘留的微小顆?？赡軙е聹y球和工件表面被稍微劃傷，從而在測球上形成一個微小“平面”。對于此類丈量，硬度較高的氧化鋯測球是一種不錯的選擇。粘結(jié)磨損通常發(fā)生在測球材料與工件材料具有化學親和力的情況下，在用人造紅寶石測球掃描丈量鋁件時較為常見，由于人造紅寶石的主要成分是氧化鋁。從相對較軟的鋁件上轉(zhuǎn)移到測球上的材料可能天生一層“涂層”，從而降低測球的圓度精度。在這種情況下，氮化硅測球是較好的選擇，由于這種材料具有良好的**性，而且對鋁沒有親協(xié)力。


(3)測桿的撓曲：丈量精度跟著測桿長度的增加而降低，因此長測桿并不適合丈量所有的工件特征(事實上，采器具有較大剛度、盡可能短的測桿才是準確的做法)。固然測桿并不會直接引起這種特定的誤差，但測桿長度會將誤差放大。當測頭從不同的方向與工件接觸時，因觸發(fā)所需要的丈量力不同，就會引起預行程的變化，從而產(chǎn)生這種誤差。用尺度圓對測頭進行校準可以減小這種預行程誤差，但并不能*消除它。


測桿的撓性會放大預行程的變化。固然鋼也適合制造一些短測桿，但硬質(zhì)合金是剛性較好的測桿材料。然而，因為硬質(zhì)合金密度大，因此不適適用于長測桿。陶瓷測桿通?？捎糜诩刃枰獎傂院茫忠笾亓枯p的丈量任務(wù)。同樣，碳纖維通常也可用于制造很長的測桿。


(3)熱不亂性：溫度波動可能會引起很大的CMM丈量誤差。選用適當?shù)慕娱L桿材料，就能在環(huán)境前提發(fā)生變化的情況下，獲得較好的不亂性，提供一致性較好的丈量結(jié)果。具有低熱脹系數(shù)的材料是可以選擇的測桿材料(尤其是在使用長測桿時)，由于熱膨脹量取決于長度。碳纖維是較常用的長測桿和接長桿材料，由于這種材料既硬又輕。鈦合金兼具良好的強度、不亂性和密度，非常適適用于制造測桿的金屬零件(如接頭和流動關(guān)節(jié))。

 

 

 


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