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蔡司领航者扫描技术提高三坐标测量机测量产能而不损失精度

来源:发布时间:2018-08-14 00:15:56点击率:

 

配备接触式测量技术的三坐标测量机CMM)已广泛应用于工业生产中的工件量测。随着工件检测尤其形状轮廓量测要求日益普遍,接触式扫描技术不断展示其优越性,虽然光学测量的重要性不断提高,然时至今日尚未能替代接触式测量技术。

传统配备接触式触发或接触式扫描测头的测量机已无法满足现代化生产节拍的需要,如何避免其成为制约生产的瓶颈?寻求一种提高测量机测量产能而不损失精度的方法至关重要。德国蔡司领航者扫描技术Navigator Scanning Technology)使之成为可能,其有效补偿动态影响所引入的误差分量,使得扫描速度有了大幅提升,但不仅如此。

动态作用力影响扫描测量结果

业内将探针沿工件表面运动过程中持续获取测量点数据的过程称之为扫描,亦日渐成为坐标测量机的一种标准能力。通过扫描可大幅提升测量点数据的获取,尤其对于有形状误差检测要求的工件,扫描测量技术显著提升了坐标测量的可靠及精确性。

然而,坐标测量机的测量时间相较于现代加工中心的生产周期仍有一定的差距,其原因在于,尽管坐标测量机采用现代驱动设计可达到较高的运行速度,但常见较缓慢的扫描速度或于接触工件前近乎停止然后慢速触测工件表面,此类速度骤降有利于避免高速及急加速所导致的动态作用力提升,避免机体及探针几何形状非预期形变所引入的测量误差。(参见图1)

 

1:动态形变导致不同位置环规的非补偿量测差异(简化、定性分析示意图)

相对校正补偿动态影响

对于动态形变补偿现已有不同的方法可选用,常见基于比对仪原理的方法,亦即是业内所述的“量规校正”,被测工件需与相似的标准件于同一或相近位置使用同一探针进行量测,高精度标准件的校准值与实测值之差异用以修正被测工件测量值,其对于测量精确性有着显著提升,亦广泛应用于量规校正领域。

量规校正原理同样可促进扫描速度提升,以扫描内孔为例,以慢速扫描,继而以高速再次扫描,所获取的结果可用于修正高速扫描的测量值,由于未曾采用标准件,此过程称为“相对校正”。由于相对校正假定慢速条件下的测量值为正确值或“校准值”,因此应重复多次该过程以确认修正准确与否,但安全起见,该方法仅于被测元素已具有校准值的条件下方可确保真正的精确性。

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