三坐標(biāo)的起源和應(yīng)用
坐標(biāo)測(cè)量機(jī),俗稱三坐標(biāo)(CMM),是一種測(cè)量物體幾何形狀的設(shè)備。坐標(biāo)測(cè)量機(jī)使用探測(cè)系統(tǒng)來(lái)檢測(cè)物體表面上的離散點(diǎn)。三坐標(biāo)誕生于 60 年代初。來(lái)自蘇格蘭公司 Ferranti在 50 年代開(kāi)發(fā)了一款兩軸坐標(biāo)測(cè)量機(jī),它使用一個(gè)配備簡(jiǎn)單數(shù)字讀數(shù)其的三維跟蹤裝置顯示 XYZ 軸坐標(biāo)。Ferranti 公司使用該坐標(biāo)測(cè)量機(jī)來(lái)測(cè)量他們軍事產(chǎn)品的精密部件。三軸模型是在 60 年代后期開(kāi)發(fā)出來(lái)。三坐標(biāo)常用于測(cè)試部件或組件,以確定它們是否與最初的設(shè)計(jì)意圖相符。三坐標(biāo)集成到質(zhì)量保證或質(zhì)量控制工作流程中,用于檢查所制造部件的尺寸,預(yù)防或處理質(zhì)量問(wèn)題。與使用傳統(tǒng)計(jì)量?jī)x器(如千分尺和高度規(guī))進(jìn)行的手動(dòng)檢測(cè)或檢查相比,使用三坐標(biāo)的優(yōu)勢(shì)在于:它既精確又快速,并且減少了人為錯(cuò)誤。
三坐標(biāo) (CMM) 有哪些不同的類(lèi)型?
橋式三坐標(biāo)
橋式三坐標(biāo)有一個(gè)沿三軸(X、Y 和 Z)移動(dòng)的探測(cè)系統(tǒng);這些軸在笛卡爾坐標(biāo)系中是相互正交的。每個(gè)軸都有一個(gè)傳感器,用于當(dāng)測(cè)頭沿著物體移動(dòng)時(shí)監(jiān)測(cè)測(cè)頭的位置(以微米為單位),并探測(cè)物體表面的點(diǎn)。這些點(diǎn)形成了所謂的點(diǎn)云,“顯示了”用戶感興趣的表面區(qū)域。橋式三坐標(biāo)又可分為兩種子類(lèi)型:移動(dòng)工作臺(tái)式和移動(dòng)橋式三坐標(biāo)。
橋式三坐標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)
精度較高的三坐標(biāo)類(lèi)型之一
非常適合測(cè)量高公差的機(jī)加工零件
非常適合中小型零部件
支持多傳感器測(cè)量,如探測(cè)和掃描
橋式三坐標(biāo)的缺價(jià)格不菲
測(cè)量范圍固定
缺乏便攜性:您需要將部件搬到系統(tǒng)設(shè)備處,或使用機(jī)器來(lái)移動(dòng)該設(shè)備
對(duì)振動(dòng)很敏感,必須在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中使用
要求對(duì)每個(gè)被測(cè)部件進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)置
操作復(fù)雜,需要專業(yè)技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程
龍門(mén)式三坐標(biāo)
龍門(mén)式三坐標(biāo)有點(diǎn)像橋式三坐標(biāo);但是,它們通常要大得多。由于龍門(mén)式 三坐標(biāo)無(wú)需將部件抬到工作臺(tái)上,并具有與橋式三坐標(biāo)相當(dāng)?shù)木人剑虼私?jīng)常被用于測(cè)量非常重或大的部件。龍門(mén)式三坐標(biāo)必須直接安裝在堅(jiān)實(shí)的地面上。龍門(mén)式三坐標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)
高精度
測(cè)量范圍廣,便于檢測(cè)大型/重型部件
比橋式三坐標(biāo)更容易裝卸部件
龍門(mén)式三坐標(biāo)的缺點(diǎn)
價(jià)格不菲
測(cè)量范圍固定
缺乏便攜性:您需要將部件搬到系統(tǒng)設(shè)備處,或執(zhí)行大量的組裝/拆卸工作來(lái)移動(dòng)三坐標(biāo)
占用大量的地面空間
對(duì)振動(dòng)很敏感,必須在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中使用
要求對(duì)每個(gè)被測(cè)部件進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)置
操作復(fù)雜,需要專業(yè)技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程
懸臂式三坐標(biāo)
懸臂式 CMM 與橋式 CMM 不同,因?yàn)樗臏y(cè)量頭只連接在剛性底座的一側(cè)。懸臂式 CMM 為檢測(cè)技術(shù)人員提供了三面開(kāi)放的通道,便于操作。
懸臂式三坐標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)
高精度
適用于較小的部件
三面開(kāi)放的通道使手動(dòng)或自動(dòng)裝卸部件都變得相當(dāng)容易
懸臂式三坐標(biāo)的缺點(diǎn)
價(jià)格不菲
測(cè)量范圍固定
缺乏便攜性:您需要將部件搬到系統(tǒng)設(shè)備處
對(duì)振動(dòng)很敏感,必須在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中使用
要求對(duì)每個(gè)被測(cè)部件進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)置
操作復(fù)雜,需要專業(yè)技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程
水平懸臂式三坐標(biāo)
水平懸臂式三坐標(biāo),顧名思義,其測(cè)頭是安裝在水平方向上的,而不是像其他 三坐標(biāo)那樣安裝在垂直方向上。它們用來(lái)測(cè)量垂直式三坐標(biāo)無(wú)法檢測(cè)的長(zhǎng)而薄的物體,如金屬板。水平懸臂式三坐標(biāo)還經(jīng)常用于檢測(cè)難以觸及的幾何形狀。水平懸臂式三坐標(biāo)有兩種類(lèi)型:板安裝式和滑道安裝式。
水平懸臂式三坐標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)
測(cè)量范圍長(zhǎng)(長(zhǎng)而薄的部件)
適合低公差部件
不需要堅(jiān)實(shí)的地基系統(tǒng)
安裝快捷方便
占地面積小
與其他類(lèi)型的三坐標(biāo)相比,所需的吊頂高度更低
成本效益高
水平懸臂式三坐標(biāo)的缺點(diǎn)
不如其他三坐標(biāo)精確
測(cè)量范圍固定
缺乏便攜性:您需要將部件搬到系統(tǒng)設(shè)備處
對(duì)振動(dòng)很敏感,必須在計(jì)量實(shí)驗(yàn)室中使用
要求對(duì)每個(gè)被測(cè)部件進(jìn)行嚴(yán)格的設(shè)置
操作復(fù)雜,需要專業(yè)技術(shù)人員對(duì)設(shè)備進(jìn)行編程
便攜式測(cè)量臂三坐標(biāo)
便攜式測(cè)量臂三坐標(biāo)是可以在車(chē)間內(nèi)直接對(duì)部件進(jìn)行測(cè)量的坐標(biāo)測(cè)量機(jī),可以快速得到結(jié)果并進(jìn)行實(shí)時(shí)分析。與檢測(cè)人員將部件帶到實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行測(cè)量不同,技術(shù)人員使用帶有六軸或七軸系統(tǒng)的鉸接臂,在任何需要的地方對(duì)部件進(jìn)行測(cè)量;這對(duì)于分析仍集成在其固定裝置或總成中的部件特別有用。
便攜式測(cè)量臂三坐標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)
攜帶方便,重量輕:您可以把 CMM 帶到部件所在位置
測(cè)量范圍可擴(kuò)展(蛙跳)
支持多傳感器測(cè)量,如探測(cè)和掃描
價(jià)格相對(duì)便宜
操作簡(jiǎn)單(無(wú)需編程)
便攜式測(cè)量臂三坐標(biāo)的缺點(diǎn)
與其他類(lèi)型的三坐標(biāo)相比,精度略低
對(duì)環(huán)境振動(dòng)很敏感
需要嚴(yán)格的設(shè)置
光學(xué)三坐標(biāo)
光學(xué)三坐標(biāo)是一種便攜式非接觸設(shè)備。該三坐標(biāo)使用無(wú)臂系統(tǒng)與光學(xué)三角測(cè)量方法來(lái)掃描和采集物體的三維數(shù)據(jù)。由于采用了*的圖像處理技術(shù),光學(xué)三坐標(biāo)高速測(cè)量的同時(shí)能保證計(jì)量級(jí)的精度。光學(xué)三坐標(biāo)掃描儀特別有利于工業(yè) 4.0 制造。
雖然光學(xué)三坐標(biāo)的精度相對(duì)略低,但其精度還是滿足大量應(yīng)用的。事實(shí)上,光學(xué)三坐標(biāo)與傳統(tǒng)三坐標(biāo)配合使用,可以解決生產(chǎn)瓶頸問(wèn)題。也就是說(shuō),精度要求高的部件可用傳統(tǒng)三坐標(biāo)來(lái)檢測(cè),而其他部件都可以使用成本效益更高的光學(xué)三坐標(biāo)進(jìn)行檢測(cè),其精度符合要求,且便攜、靈活、高速。
光學(xué)三坐標(biāo)的優(yōu)點(diǎn)
攜帶方便,重量輕:您可以把光學(xué)三坐標(biāo)帶到部件所在位置
測(cè)量范圍可擴(kuò)展(蛙跳)
支持多傳感器測(cè)量,如探測(cè)和掃描
采集過(guò)程非常快速
價(jià)格相對(duì)較低
操作簡(jiǎn)單(無(wú)需編程)
無(wú)需嚴(yán)格的設(shè)置
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