雷頓三坐標(biāo)機(jī)是在一個六面體的空間范圍內(nèi),能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器。它通常具有三個可移動的軸(X、Y、Z),這些軸上的探測器可以以接觸或非接觸的方式傳遞信號,并通過位移測量系統(tǒng)(如光柵尺)和數(shù)據(jù)處理器或計(jì)算機(jī)計(jì)算出工件的各點(diǎn)(x,y,z)坐標(biāo)及各項(xiàng)功能測量值。
三坐標(biāo)測量機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)包括測量精度、測量范圍、使用環(huán)境等。其中,測量精度是衡量三坐標(biāo)測量機(jī)性能的重要指標(biāo)之一,通常能夠達(dá)到亞微米級別。測量范圍則根據(jù)機(jī)型和設(shè)計(jì)而定,可滿足不同尺寸工件的測量需求。
1、高精度與高分辨率
核心優(yōu)勢:采用高精度的光柵尺、激光干涉儀或電容/電感傳感器作為位置反饋元件,配合精密的導(dǎo)軌和花崗巖/陶瓷/鋁合金等穩(wěn)定基座。
技術(shù)體現(xiàn):
測量精度:可達(dá)微米(μm)甚至亞微米級(如±(1.5+L/300)μm,L為測量長度)。
分辨率:能分辨納米級的位移變化。
應(yīng)用價值:滿足航空航天、精密模具、醫(yī)療器械等高d制造領(lǐng)域?qū)α慵鹊膰?yán)苛要求。
2、三維空間全尺寸測量
功能特點(diǎn):能夠測量工件在三維空間內(nèi)的任意幾何特征,包括:
尺寸:長度、寬度、高度、直徑、角度等。
形位公差:平面度、圓度、圓柱度、直線度、輪廓度等。
位置公差:位置度、同軸度、平行度、垂直度、傾斜度、跳動等。
復(fù)雜曲面:可通過密集采點(diǎn)進(jìn)行曲面掃描,構(gòu)建三維模型。
優(yōu)勢:一臺設(shè)備即可完成傳統(tǒng)多種量具(卡尺、千分尺、高度規(guī)、投影儀等)的測量任務(wù),測量范圍廣。
3、高效與自動化
測量效率:相比手動測量,CMM可快速、連續(xù)地采集大量測量點(diǎn),顯著提高檢測效率。
自動化測量:
自動編程:通過CAD模型(如IGES,STEP)導(dǎo)入,軟件可自動生成測量路徑和程序。
自動測量:運(yùn)行程序后,機(jī)器自動移動探針到指定位置進(jìn)行測量,無需人工干預(yù)。
自動更換測頭:配備自動測頭更換架(如MCR)和多類型測頭(觸發(fā)式、掃描式、光學(xué)測頭),實(shí)現(xiàn)復(fù)雜工件的全自動、多特征測量。
應(yīng)用:特別適合生產(chǎn)線上的批量零件快速檢測和統(tǒng)計(jì)過程控制(SPC)。
4、數(shù)字化與智能化
數(shù)據(jù)處理:測量數(shù)據(jù)直接進(jìn)入計(jì)算機(jī),通過專業(yè)軟件(如PC-DMIS,QUINDOS,Calypso)進(jìn)行計(jì)算、分析、比對(與CAD模型或理論值)。
功能強(qiáng)大:
自動生成測量報告(含圖表、公差帶、偏差值)。
進(jìn)行尺寸鏈分析、裝配模擬、逆向工程等。
支持SPC統(tǒng)計(jì)分析,監(jiān)控生產(chǎn)過程穩(wěn)定性。
優(yōu)勢:實(shí)現(xiàn)測量過程的數(shù)字化、可視化和可追溯性。
5、多樣化的測頭系統(tǒng)
技術(shù)核心:測頭是直接與工件接觸或非接觸感知的“感覺器官”。
主要類型:
觸發(fā)式測頭:接觸工件時發(fā)出信號,記錄坐標(biāo)。結(jié)構(gòu)簡單,成本低,精度高,適用于離散點(diǎn)測量。
掃描式測頭(模擬測頭):在工件表面連續(xù)滑動,實(shí)時輸出三維坐標(biāo)數(shù)據(jù)流。適用于復(fù)雜曲面、輪廓的高密度掃描,效率和精度更高。
光學(xué)測頭:如激光線掃描、白光干涉、影像測量頭,實(shí)現(xiàn)非接觸測量,適用于軟質(zhì)、易變形或高反光表面。
靈活性:可根據(jù)工件材質(zhì)、形狀和測量需求選擇合適的測頭。
6、環(huán)境適應(yīng)性與穩(wěn)定性
環(huán)境要求:對溫度(通常要求20±1°C或±2°C)、濕度、振動和清潔度有較高要求,以保證測量精度。
材料選擇:基座、橫梁等運(yùn)動部件常采用熱膨脹系數(shù)低的材料(如花崗巖、陶瓷、特殊鋁合金),減少溫度變化的影響。
溫度補(bǔ)償:高d機(jī)型配備溫度傳感器和補(bǔ)償軟件,自動修正熱變形誤差。