测球对和测杆三坐标测量机精度的影响

  测杆和测球是三坐标测量机(CMM)的传感器与被测工件外表的要害连接环节。假如关于特定的测量义务选用了不适宜的测杆和测球,就能够招致测量后果的不确定性和纷歧致性。为了完成CMM测量精度的最优化,在选择测杆和测球时必需思索周全。英国测量产物制造商雷尼绍(Renishaw)公司从四个方面引见了选择测杆和测球能够对CMM总体测量精度形成的影响。

  (1)测球的圆度:大大都CMM测杆顶端的测球都采用人造红宝石球。测球的圆度误差能够会使CMM损掉高达10%的潜在测量精度。红宝石测球的制造精度程度是用品级来界说的,而一个测球的品级取决于其相关于幻想球体的最大偏向。最常用的两种测球品级为5级和10级(其球度误差辨别为 0.13µm和0.25µm)。虽然从运用5级测球改为运用10级测球可以节省一些本钱,但有能够会危及到遍及承受的CMM测量不确定度与外形公役5∶1 之比。固然契合规范的5级测球能够本钱稍贵一些,但与能够使一个及格零件报废或使一个不及格零件蒙混过关比拟,这种本钱价值显得微乎其微。

  (2)测球的资料:固然红宝石是最常用的测球资料,但其他资料能够更合适进行接触扫描测量。在扫描测量时,测球沿着工件外表滑行,会发生摩擦磨损。在极端状况下,这种长时间接触能够会招致测球资料从球上被磨除(磨粒磨损),或工件资料被粘着到测球上(粘结磨损)。无论哪一种状况,都邑影响测球的圆度。当测球的某一部位与工件常常坚持接触时,这种圆度误差就会不时增大。

  在扫描测量某些资料(如铸铁)外表时,能够会发作磨粒磨损。残留的细小颗粒能够会招致测球和工件外表被细微划伤,然后在测球上构成一个细小“平面”。关于此类测量,硬度更高的氧化锆测球是一种不错的选择。粘结磨损凡间发作在测球资料与工件资料具有化学亲和力的状况下,在用人造红宝石测球扫描测量铝件时较为经常见,由于人造红宝石的首要成分是氧化铝。从相对较软的铝件上转移到测球上的资料能够生成一层“涂层”,然后降低测球的圆度精度。在这种状况下,氮化硅测球是更好的选择,由于这种资料具有优越的耐磨性,并且对铝没有亲合力。

  (3)测杆的挠曲:测量精度跟着测杆长度的添加而降低,因而长测杆并不合适测量一切的工件特征(现实上,采器具有最大刚度、尽能够短的测杆才是准确的做法)。固然测杆并不会直接惹起这种特定的误差,但测杆长度会将误差扩大。当测头从分歧的偏向与工件接触时,因触发所需求的测量力分歧,就会惹起预行程的转变,然后发生这种误差。用规范圆对测头进行校准可以减小这种预行程误差,但并不克不及完全消弭它。

  测杆的挠性会扩大预行程的转变。固然钢也合适制造一些短测杆,但硬质合金是刚性最好的测杆资料。但是,因为硬质合金密度大,因而不合适用于长测杆。陶瓷测杆凡间可用于既需求刚性好,又要求分量轻的测量义务。相同,碳纤维凡间也可用于制造很长的测杆。

  (3)热不变性:温度动摇能够会惹起很大的CMM测量误差。选用恰当的接长杆资料,就能在情况前提发作转变的状况下,取得更好的不变性,供应一致性更好的测量后果。具有低热胀系数的资料是首选的测杆资料(尤其是在运用长测杆时),由于热膨胀量取决于长度。碳纤维是最常用的长测杆和接长杆资料,由于这种资料既硬又轻。钛合金兼具优越的强度、不变性和密度,十分合适用于制造测杆的金属零件(如接头和运动关节)。


上一条   下一条