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三坐標(biāo)測量機未來的發(fā)展趨勢

更新時間:2022-03-14點擊次數(shù):2212
       1.普及高速測量
  質(zhì)量與效率一直是衡量各種機器性能、生產(chǎn)過程優(yōu)劣的兩項主要指標(biāo)。傳統(tǒng)的概念是為了保證測量精度,測量速度不宜過高。隨著生產(chǎn)節(jié)奏不斷加快,用戶在要求測量機保證測量精度的同時,會對CMM的測量速度提出越來越高的要求:
  1.1:測量機的結(jié)構(gòu)設(shè)計改進及材料的變化,結(jié)構(gòu)優(yōu)化以提高剛性,減輕運動部件的質(zhì)量:使用輕質(zhì)材料來降低運動慣性,即由普通使用的花崗石等傳統(tǒng)材料轉(zhuǎn)變?yōu)槊芏扰c楊氏模數(shù)之比低的材料、薄壁空心結(jié)構(gòu)等。鋁、陶瓷、人工合成材料在測量機中獲得了越來越多的應(yīng)用。
  1.2:高速的動態(tài)性能要求提高動態(tài)補償能力,動態(tài)誤差與測量機的結(jié)構(gòu)參數(shù)和運動規(guī)程有關(guān)。在研究這些特性的基礎(chǔ)上,既可以改進測量機的結(jié)構(gòu)設(shè)計,提高控制系統(tǒng)性能,又可以進行動態(tài)誤差補償,在實現(xiàn)高速測量的同時保證高精度。
  1.3:采用非接觸式測頭測量方式,在觸測情況下,由于工件與測頭的接觸速度不能太大,這就給測量速度帶來了很大的限制。掃描測量方式雖比點位測量方式效率高得多,但仍受觸測的限制。采用非接觸測頭,可避免頻繁加速、減速、碰撞等,大大提高測量速度。特別從對可靠性與安全保護提出更高要求看,非接觸測頭也有很大的*性。
  1.4:脫機編程技術(shù)成為一種趨勢,所謂脫機編程技術(shù),就是在CAD技術(shù)的輔助下,在不上測量機的情況下,在三維圖形的環(huán)境下完成對測量程序的編制工作。這樣不但能有效地提高測量機的實際使用效率,也提高了測量程序的編制效率。脫機編程技術(shù)的應(yīng)用使我們能*與生產(chǎn)準(zhǔn)備及生產(chǎn)過程同步進行測量的準(zhǔn)備工作,從而更可以節(jié)約寶貴的CMM機器占用時間。
  2.新材料和新技術(shù)的應(yīng)用
  為確保可靠高速的測量功能,國外十分重視研究機體原材料的選用,最近在傳統(tǒng)的鑄鐵、鑄鋼基礎(chǔ)上,增加了合金、石材、陶瓷等新材料世界上的主要三坐標(biāo)測量機制造廠商,大都采用了重量輕、剛性好、導(dǎo)熱性強的合金材料,來制造測量機上的運動機構(gòu)部件。鋁合金、陶瓷材料以及各種合成材料在三坐標(biāo)測量機中得到了越來越廣泛的應(yīng)用。
  3.控制系統(tǒng)的改進
  在現(xiàn)代制造系統(tǒng)中,測量的目的越來越不能僅僅局限于成品驗收檢驗,而是向整個制造系統(tǒng)提供有關(guān)制造過程的信息,為控制提供依據(jù)。從這一要求出發(fā),必須要求測量機具有開放式控制系統(tǒng),具有更大的柔性。為此,要盡可能利用發(fā)展迅速的新的電子工業(yè)技術(shù),尤其是計算機,設(shè)計新的高性能/價格比系統(tǒng)。
  4.測量機測頭的發(fā)展
  三坐標(biāo)測量機除了機械本體外,測頭是測量機達到高精度的關(guān)鍵,也是坐標(biāo)測量機的核心。與其他各項技術(shù)指標(biāo)相比,提高測頭的性能指標(biāo)難度最大。
  此外,測量機測頭的另一個重要趨勢是,非接觸測頭將得到廣泛的應(yīng)用。在微電子工業(yè)中有許多二維圖案,如大規(guī)模集成電路等,它們是用接觸測頭無法測量的。近年來國外光學(xué)三坐標(biāo)測量機發(fā)展十分迅速。
  光學(xué)三坐標(biāo)測量機的核心就是非接觸測量。
  與發(fā)展非接觸測頭的同時,具有高精度、較大量程、能用于掃描測量的光學(xué)測頭,以及能伸入小孔、用于測量微型零件的專門測頭也將獲得發(fā)展。不同類型的測頭同時使用或交替使用,也是一個重要發(fā)展方向。
  5.軟件技術(shù)的革新
  測量機的功能主要由軟件決定。三坐標(biāo)測量機的操作、使用的方便性,也首先取決于軟件,測量機每一項新技術(shù)的發(fā)展,都必須有相應(yīng)配套的軟件技術(shù)跟上。
  為了將三坐標(biāo)測量機納入生產(chǎn)線,需要發(fā)展與網(wǎng)絡(luò)通信、建模、CAD、實現(xiàn)反向工程的軟件;按樣條函數(shù)、NURBS等進行擬合、建模以及各種仿真軟件也在不斷發(fā)展。此外,加快普及使用通用測量軟件DMIS以方便與CAD/CAM的數(shù)據(jù)交換:同時完善應(yīng)用于不同類型工件之專用測量軟件的開發(fā)和使用,最終形成基于同一種平臺開發(fā)的測量軟件族也成為軟件革新的一種必然趨勢。
  可以說測量機軟件是三坐標(biāo)測量機中發(fā)展最為迅速的一項技術(shù)。軟件的發(fā)展將使三坐標(biāo)測量機向智能化的方向發(fā)展,它至少將包括能進行自動編程、按測量任務(wù)對測量機進行優(yōu)化、故障自動診斷等方面的內(nèi)容。
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