從對(duì)大工件的初步定義來看末捣,其測(cè)量手段應(yīng)具有三種功能:①具有足夠的精度轩苔,即根據(jù)測(cè)量精度分配的原則和要求燎匪,以及現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際測(cè)量情況鳖弱,當(dāng)在圖紙規(guī)范的1/3~1/10园赴;②具有移動(dòng)性,并能在多次定位(俗稱轉(zhuǎn)站益丘、蛙跳等)情況下保證測(cè)量精度宴凌;③具有坐標(biāo)測(cè)量功能,即配備有幾何數(shù)字測(cè)量軟件功能冲取,能進(jìn)行采樣測(cè)量凉灯、幾何要素?cái)M合、測(cè)量坐標(biāo)和評(píng)定基準(zhǔn)構(gòu)建驻丁、尺寸計(jì)算和公差評(píng)定尸粒、幾何公差計(jì)算和評(píng)定等。
目前市場(chǎng)上滿足上述要求的測(cè)量手段主要有:激光跟蹤儀臊渴、便攜式測(cè)量臂(俗稱關(guān)節(jié)臂)事矾、3D攝影測(cè)量系統(tǒng)、三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)等尸诽。
事實(shí)上甥材,從這些測(cè)量?jī)x器的測(cè)量原理來看盯另,都是通過對(duì)被測(cè)幾何特征上點(diǎn)的提取、采樣洲赵、擬合鸳惯、計(jì)算和評(píng)定來完成測(cè)量工作的,都屬于坐標(biāo)測(cè)量機(jī)范疇叠萍。
但各種測(cè)量?jī)x器有其各自的技術(shù)特點(diǎn)芝发、應(yīng)用范圍,當(dāng)然價(jià)格也有差別苛谷,下面就此作義簡(jiǎn)單比較:
1. 激光跟蹤儀
這是目前測(cè)量精度最高的大工件幾何尺寸和幾何公差測(cè)量工具辅鲸,而且一次定位的測(cè)量范圍最大(目前最大的可達(dá)球徑60m)。此外腹殿,通過隱藏點(diǎn)(如Leica的T-probe)和掃描附件(如Lecia的T-Scan)的配置独悴,應(yīng)用范圍十分廣。此外锣尉,激光跟蹤儀的自動(dòng)跟蹤功能刻炒,使其還具有動(dòng)態(tài)測(cè)量的功能,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(cè)量與評(píng)定箫朽。
2里捌、3D攝影測(cè)量系統(tǒng)
這類通過攝影及靶標(biāo)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)量和拼接的系統(tǒng),其測(cè)量精度比較低泵躲,但其測(cè)量速度遠(yuǎn)高于使用單點(diǎn)測(cè)量方法的上述兩種儀器赏晃,不僅能作為移動(dòng)測(cè)量,也可以用于生產(chǎn)線中的在線測(cè)量工位露俏,其主要功能為形面的快速測(cè)量和評(píng)定施司。這類儀器逆向工程中也有較廣泛的應(yīng)用。
大工件測(cè)量技術(shù)的應(yīng)用主要集中在以下幾個(gè)方面:①幾何測(cè)量和評(píng)定(GD&T):對(duì)已加工幾何特征的檢測(cè)探娇,包括尺寸公差衍周、幾何公差的測(cè)量和評(píng)定等;②測(cè)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(cè)量撒沦、安裝調(diào)整及在線檢驗(yàn)等窍绸;③測(cè)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(cè)量。
隨著大型極端制造技術(shù)和工藝的發(fā)展租藻,后兩類在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的輔助需求正變得越來越多叮姑,特別是在核電站、船舶据悔、航空传透、航天等有高精度要求的領(lǐng)域。
3极颓、移動(dòng)龍門式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)
FD-Whale系列測(cè)量機(jī)是集高效率朱盐、高精度群嗤、良好的操作可靠性于一體的龍門式測(cè)量機(jī),其行程范圍高達(dá)8000×3850×3700mm,可滿足大尺寸工件的測(cè)量需要兵琳。測(cè)量精度E(μ)3.0~5.8+5.0L/1000
影響大工件測(cè)量的因素
從一個(gè)完整的測(cè)量系統(tǒng)來看狂秘,目前大工件測(cè)量可以說問題很多,而且相互交織躯肌。主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面者春。
1. 測(cè)量?jī)x器的精度問題
目前對(duì)移動(dòng)測(cè)量系統(tǒng)精度檢定在標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范上還未完善,即使已有相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范羡榴,其檢驗(yàn)的條件并不與實(shí)際應(yīng)用相符碧查,因此在現(xiàn)場(chǎng)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。
2. 被測(cè)對(duì)象的影響
這里包括工件被測(cè)表面的質(zhì)量校仑、它將直接影響測(cè)點(diǎn)的采集。此外斯身,當(dāng)需要多個(gè)方位測(cè)量時(shí)捻仁,測(cè)量轉(zhuǎn)站給測(cè)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(duì)測(cè)量的影響
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量條件下溫度的變化是目前大工件測(cè)量中最容易忽略遍考,也是最致命的一個(gè)問題但紫。如果工件無法等溫,那么對(duì)于具有很大熱容量的工件而言橡宪,在測(cè)量時(shí)其實(shí)際的尺寸狀況是不穩(wěn)定的吊任,其造成的影響就會(huì)難以估計(jì),這也將是整個(gè)測(cè)量工藝中需要認(rèn)真考慮的一個(gè)問題慷尸。
4. 測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)的影響
現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量環(huán)境的影響主要表現(xiàn)在地面振動(dòng)對(duì)測(cè)量過程的影響揣交。
5. 測(cè)量工藝規(guī)范的影響
傳統(tǒng)測(cè)量方法,特別是對(duì)幾何公差的測(cè)量都已成熟瘤嗜,并有相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范可以參照殷靖,但坐標(biāo)測(cè)量方面的規(guī)范目前還未形成,因此這將是影響測(cè)量結(jié)果準(zhǔn)確性着还、復(fù)現(xiàn)性和再現(xiàn)性的最根本因素介劫,也恰恰是目前大工件甚至是整個(gè)坐標(biāo)測(cè)量領(lǐng)域沒引起足夠重視的一個(gè)方面。還會(huì)嚴(yán)重影響工作效率案淋。
6. 測(cè)量人員的影響
由于大工件測(cè)量過程一般都是人工操作座韵,因此操作人員的水平直接影響了整個(gè)測(cè)量原始數(shù)據(jù)的采集質(zhì)量。此外踢京,在對(duì)測(cè)量要求和測(cè)量工藝的理解誉碴、對(duì)測(cè)量現(xiàn)場(chǎng)和測(cè)量過程的感知、對(duì)測(cè)量結(jié)果的判斷等方面漱挚,對(duì)大工件測(cè)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(cè)量人員翔烁,盡管從理論上講他們都是在操作坐標(biāo)測(cè)量機(jī)渺氧。
從上面我們可以看到,要想控制大工件的測(cè)量質(zhì)量蹬屹,其根本在測(cè)量人員的技術(shù)素養(yǎng)和測(cè)量工藝規(guī)范的制訂侣背,以及對(duì)測(cè)量系統(tǒng)分析(MSA:Measurement Systems Analysis)技術(shù)的應(yīng)用。
國(guó)企在坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)應(yīng)用中存在的問題
從目前國(guó)內(nèi)制造企業(yè)在坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用情況來看慨默,問題很多贩耐,而大工件測(cè)量由于其測(cè)量精度、測(cè)量體量和現(xiàn)場(chǎng)測(cè)量等特點(diǎn)锥酌,其所暴露出來的問題就更為全面和嚴(yán)重春佑。
首先,企業(yè)對(duì)新技術(shù)的了解和掌握程度有待提高连载。相當(dāng)多的企業(yè)并不了解大工件的數(shù)字坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)栽不,在進(jìn)行許多高精度幾何測(cè)量時(shí),還在沿用原來的方法异浸,如全站儀哲童、經(jīng)緯儀、水平儀锐洞,以及一般常規(guī)的光學(xué)方法堡酗,這不但影響了測(cè)量精度,同時(shí)也影響了測(cè)量的效率窜交。
其次斜兽,整個(gè)制造業(yè)對(duì)坐標(biāo)測(cè)量人員技術(shù)要求缺乏理解。大工件對(duì)測(cè)量人員本身的技術(shù)要求非常高羽址,如果以職稱來衡量帕恩,那么至少需要能獨(dú)擋一面的測(cè)量工程師,即具有理論知識(shí)条篷、操作技能和實(shí)際經(jīng)驗(yàn)等骗随。
最后,就是企業(yè)對(duì)測(cè)量過程管理方面的要求認(rèn)識(shí)明顯不夠赴叹。數(shù)字測(cè)量是產(chǎn)品幾何尺寸的公差過程控制的源頭鸿染,但許多企業(yè)將坐標(biāo)測(cè)量設(shè)備作為一種擺設(shè),這實(shí)際上是對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量的不重視乞巧。
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