現代精密測量技術是一門集光學、電子、傳感器、圖像、制造及計算機技術為一體的綜合****叉學科,涉及廣泛的學科領域,它的發展需要眾多相關學科的支持。在現代工業制造技術和科學研究中,測量儀器具有精密化、集成化、智能化的發展趨勢。三坐標測量機(CMM)是適應上述發展趨勢的典型代表,它幾乎可以對生產中的所有三維復雜零件尺寸、形狀和相互位置進行高準確度測量。發展高速坐標測量機是現代工業生產的要求。同時,作為下世紀的重點發展目標,各國在微/納米測量技術領域開展了廣泛的應用研究。
1 坐標測量機的最新發展
三坐標測量機作為幾何尺寸數字化檢測設備在機械制造領域得到推廣使用,而科學研究和機械制造行業的技術進步又對CMM提出更多新的要求,作為測量機的制造者就需要不斷將新技術應用于自己的產品以滿足生產實際的需要。
1.1 誤差自補償技術
德國Carl Zeiss公司最近開發的CNC小型坐標測量機采用熱不靈敏陶瓷技術(Thermally insensitive ceramic technology),使坐標測量機的測量精度在17.8~25.6℃范圍不受溫度變化的影響。國內自行開發的數控測量機軟件系統PMIS包括多項系統誤差補償、系統參數識別和優化技術。
1.2 豐富的軟件技術
Carl Zeiss公司開發的坐標測量機軟件STRATA-UX,其測量數據可以從CMM直接傳送到隨機配備的統計軟件中去,對測量系統給出的檢驗數據進行實時分析與管理,根據要求對其進行評估。依據此數據庫,可自動生成各種統計報表,包括X-BAR&R及X_BAR&S圖表、頻率直方圖、運行圖、目標圖等。美國Brown & Sharp公司的Chameleon CMM測量系統所配支持軟件可提供包括齒輪、板材、凸輪及凸輪軸共計50多個測量模塊。日本Mitutoyo公司研制開發了一種圖形顯示及繪圖程序,用于輔助操作者進行實際值與要求測量值之間的比較,具有多種輸出方式。
1.3 系統集成應用技術
各坐標測量機制造商獨立開發的不同軟件系統往往互不相容,也因知識產權的問題,這些工程軟件是封閉的。系統集成技術主要解決不同軟件包之間的通信協議和軟件翻譯接口問題。利用系統集成技術可以把CAD、CAM及CAT以在線工作方式集成在一起,形成數學實物仿形制造系統,大大縮短了模具制造及產品仿制生產周期。
1.4 非接觸測量
基于三角測量原理的非接觸激光光學探頭應用于CMM上代替接觸式探頭。通過探頭的掃描可以準確獲得表面粗糙度信息,進行表面輪廓的三維立體測量及用于模具特征線的識別。該方法克服了接觸測量的局限性。將激光雙三角測量法應用于1700mm×1200mm×200mm測量范圍內,對復雜曲面輪廓進行測量,其精度可高于1μm。英國IMS公司生產的IMP型坐標測量機可以配用其他廠商提供的接觸式或非接觸式探頭。
2 微/納米級精密測量技術
科學技術向微小領域發展,由毫米級、微米級繼而涉足到納米級,即微/納米技術。微/納米技術研究和探測物質結構的功能尺寸與分辨能力達到微米至納米級尺度,使人類在改造自然方面深入到原子、分子級的納米層次。
(審核編輯: 智匯小新)
分享