大工件的常用測量手段
從對大工件的初步定義來看鬓灼,其測量手段應(yīng)具有三種功能:①具有足夠的精度帘圣,即根據(jù)測量精度分配的原則和要求,以及現(xiàn)場實(shí)際測量情況窥血,當(dāng)在圖紙規(guī)范的1/3~1/10婶耕;②具有移動性措坐,并能在多次定位(俗稱轉(zhuǎn)站、蛙跳等)情況下保證測量精度赖厅;③具有坐標(biāo)測量功能拣播,即配備有幾何數(shù)字測量軟件功能,能進(jìn)行采樣測量收擦、幾何要素?cái)M合贮配、測量坐標(biāo)和評定基準(zhǔn)構(gòu)建、尺寸計(jì)算和公差評定塞赂、幾何公差計(jì)算和評定等泪勒。
目前市場上滿足上述要求的測量手段主要有:激光跟蹤儀、便攜式測量臂(俗稱關(guān)節(jié)臂)宴猾、3D攝影測量系統(tǒng)圆存、三坐標(biāo)測量機(jī)等。
事實(shí)上仇哆,從這些測量儀器的測量原理來看沦辙,都是通過對被測幾何特征上點(diǎn)的提取、采樣讹剔、擬合油讯、計(jì)算和評定來完成測量工作的,都屬于坐標(biāo)測量機(jī)范疇延欠。
但各種測量儀器有其各自的技術(shù)特點(diǎn)撞羽、應(yīng)用范圍,當(dāng)然價(jià)格也有差別卒亩,下面就此作義簡單比較:
1. 激光跟蹤儀
這是目前測量精度最高的大工件幾何尺寸和幾何公差測量工具,而且一次定位的測量范圍最大(目前最大的可達(dá)球徑60m)怕枣。此外划万,通過隱藏點(diǎn)(如Leica的T-probe)和掃描附件(如Lecia的T-Scan)的配置,應(yīng)用范圍十分廣庸既。此外招蠕,激光跟蹤儀的自動跟蹤功能,使其還具有動態(tài)測量的功能技熊,在相關(guān)附件的配合下(如Lecia的T-MAC),能完成物體的空間6D測量與評定倾莽。
2、3D攝影測量系統(tǒng)
這類通過攝影及靶標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行測量和拼接的系統(tǒng)望吧,其測量精度比較低板刑,但其測量速度遠(yuǎn)高于使用單點(diǎn)測量方法的上述兩種儀器,不僅能作為移動測量俊炒,也可以用于生產(chǎn)線中的在線測量工位邑键,其主要功能為形面的快速測量和評定上煤。這類儀器逆向工程中也有較廣泛的應(yīng)用。
大工件測量技術(shù)的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面:①幾何測量和評定(GD&T):對已加工幾何特征的檢測著淆,包括尺寸公差劫狠、幾何公差的測量和評定等;②測量輔助加工(MAM:Measurement Aided Machining):主要用于大型工件在加工過程中的測量永部、安裝調(diào)整及在線檢驗(yàn)等独泞;③測量輔助裝配(MAA:Measurement Aided Assemble):主要用于大型部件裝配過程中調(diào)整的輔助測量。
隨著大型極端制造技術(shù)和工藝的發(fā)展苔埋,后兩類在生產(chǎn)現(xiàn)場的輔助需求正變得越來越多懦砂,特別是在核電站、船舶讲坎、航空孕惜、航天等有高精度要求的領(lǐng)域。
3晨炕、移動龍門式三坐標(biāo)測量機(jī)
FD-Whale系列測量機(jī)是集高效率衫画、高精度、良好的操作可靠性于一體的龍門式測量機(jī)瓮栗,其行程范圍高達(dá)8000×3850×3700mm,可滿足大尺寸工件的測量需要树季。測量精度E(μ)3.0~5.8+5.0L/1000
影響大工件測量的因素
從一個(gè)完整的測量系統(tǒng)來看,目前大工件測量可以說問題很多番链,而且相互交織令叉。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面。
1. 測量儀器的精度問題
目前對移動測量系統(tǒng)精度檢定在標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上還未完善蝉齐,即使已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范溜帐,其檢驗(yàn)的條件并不與實(shí)際應(yīng)用相符,因此在現(xiàn)場實(shí)際使用時(shí)的精度狀況是一個(gè)值得我們關(guān)注的重要問題多梅。
2. 被測對象的影響
這里包括工件被測表面的質(zhì)量勃核、它將直接影響測點(diǎn)的采集。此外苏蒿,當(dāng)需要多個(gè)方位測量時(shí)俩孽,測量轉(zhuǎn)站給測量結(jié)果帶來的影響是不可避免的,盡可能多和分散的公共點(diǎn)分布將有利于減少轉(zhuǎn)站引起的誤差
3. 溫度對測量的影響
現(xiàn)場測量條件下溫度的變化是目前大工件測量中最容易忽略嫉鸳,也是最致命的一個(gè)問題患达。如果工件無法等溫,那么對于具有很大熱容量的工件而言喷聪,在測量時(shí)其實(shí)際的尺寸狀況是不穩(wěn)定的习劫,其造成的影響就會難以估計(jì),這也將是整個(gè)測量工藝中需要認(rèn)真考慮的一個(gè)問題。
4. 測量現(xiàn)場的影響
現(xiàn)場測量環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在地面振動對測量過程的影響榜聂。
5. 測量工藝規(guī)范的影響
傳統(tǒng)測量方法搞疗,特別是對幾何公差的測量都已成熟,并有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范可以參照须肆,但坐標(biāo)測量方面的規(guī)范目前還未形成匿乃,因此這將是影響測量結(jié)果準(zhǔn)確性、復(fù)現(xiàn)性和再現(xiàn)性的最根本因素豌汇,也恰恰是目前大工件甚至是整個(gè)坐標(biāo)測量領(lǐng)域沒引起足夠重視的一個(gè)方面幢炸。還會嚴(yán)重影響工作效率。
6. 測量人員的影響
由于大工件測量過程一般都是人工操作拒贱,因此操作人員的水平直接影響了整個(gè)測量原始數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量宛徊。此外,在對測量要求和測量工藝的理解逻澳、對測量現(xiàn)場和測量過程的感知闸天、對測量結(jié)果的判斷等方面,對大工件測量人員的技能和經(jīng)驗(yàn)方面的要求遠(yuǎn)高于一般的固定式三坐標(biāo)測量人員士敬,盡管從理論上講他們都是在操作坐標(biāo)測量機(jī)侧碍。
從上面我們可以看到,要想控制大工件的測量質(zhì)量彻芒,其根本在測量人員的技術(shù)素養(yǎng)和測量工藝規(guī)范的制訂赴仪,以及對測量系統(tǒng)分析(MSA:Measurement Systems Analysis)技術(shù)的應(yīng)用。
國企在坐標(biāo)測量技術(shù)應(yīng)用中存在的問題
從目前國內(nèi)制造企業(yè)在坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用情況來看尘晓,問題很多换橱,而大工件測量由于其測量精度、測量體量和現(xiàn)場測量等特點(diǎn)验阱,其所暴露出來的問題就更為全面和嚴(yán)重舔躏。
首先,企業(yè)對新技術(shù)的了解和掌握程度有待提高降蹋。相當(dāng)多的企業(yè)并不了解大工件的數(shù)字坐標(biāo)測量技術(shù)防擎,在進(jìn)行許多高精度幾何測量時(shí),還在沿用原來的方法惯狠,如全站儀、經(jīng)緯儀刮便、水平儀空猜,以及一般常規(guī)的光學(xué)方法,這不但影響了測量精度恨旱,同時(shí)也影響了測量的效率辈毯。
其次,整個(gè)制造業(yè)對坐標(biāo)測量人員技術(shù)要求缺乏理解。大工件對測量人員本身的技術(shù)要求非常高谆沃,如果以職稱來衡量钝凶,那么至少需要能獨(dú)擋一面的測量工程師,即具有理論知識唁影、操作技能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等耕陷。
最后,就是企業(yè)對測量過程管理方面的要求認(rèn)識明顯不夠据沈。數(shù)字測量是產(chǎn)品幾何尺寸的公差過程控制的源頭哟沫,但許多企業(yè)將坐標(biāo)測量設(shè)備作為一種擺設(shè),這實(shí)際上是對產(chǎn)品質(zhì)量的不重視锌介。
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