雷頓三坐標(biāo)機(jī)是在一個六面體的空間范圍內(nèi),能夠表現(xiàn)幾何形狀、長度及圓周分度等測量能力的儀器。它通常具有三個可移動的軸(X、Y、Z),這些軸上的探測器可以以接觸或非接觸的方式傳遞信號,并通過位移測量系統(tǒng)(如光柵尺)和數(shù)據(jù)處理器或計算機(jī)計算出工件的各點(x,y,z)坐標(biāo)及各項功能測量值。
三坐標(biāo)測量機(jī)的主要技術(shù)指標(biāo)包括測量精度、測量范圍、使用環(huán)境等。其中,測量精度是衡量三坐標(biāo)測量機(jī)性能的重要指標(biāo)之一,通常能夠達(dá)到亞微米級別。測量范圍則根據(jù)機(jī)型和設(shè)計而定,可滿足不同尺寸工件的測量需求。
一、環(huán)境要求
溫度控制:
恒溫:CMM必須在恒溫環(huán)境中運行,標(biāo)準(zhǔn)溫度為20°C。溫度波動應(yīng)控制在±1°C或更小(高d設(shè)備要求±0.5°C)。
均勻性:測量室內(nèi)溫度需均勻,避免空調(diào)出風(fēng)口、門窗、陽光直射等造成局部溫差。
工件同溫:被測工件必須在測量室放置足夠時間(通常4-24小時),使其溫度與環(huán)境溫度達(dá)到平衡,否則熱脹冷縮會引入顯著誤差。
濕度控制:
保持相對濕度在40%-60%之間,防止設(shè)備部件(尤其是電子元件)受潮或靜電積聚。
防震:
CMM應(yīng)安裝在專用的防震地基上,遠(yuǎn)離沖床、空壓機(jī)、大型電機(jī)等振動源。必要時使用空氣彈簧隔振系統(tǒng)。
清潔度:
保持測量室清潔,無粉塵、油霧。空氣應(yīng)經(jīng)過過濾,防止灰塵進(jìn)入導(dǎo)軌、光柵尺等精密部件。
二、操作規(guī)范
開機(jī)預(yù)熱:
每次開機(jī)后,讓機(jī)器空載運行30分鐘以上,使電機(jī)、電子元件和機(jī)械結(jié)構(gòu)達(dá)到熱平衡狀態(tài),確保精度穩(wěn)定。
正確操作:
禁止碰撞:操作時務(wù)必小心,避免測頭、測針與工件、夾具或其他部件發(fā)生碰撞。輕微碰撞就可能損壞昂貴的測頭或影響機(jī)器精度。
使用軟件:盡量通過測量軟件控制機(jī)器移動,避免手動搖桿(如有)的粗暴操作。
測針選擇與校驗:
根據(jù)工件特征選擇合適的測針類型、直徑和長度。測針越長、越細(xì),剛性越差,精度越低。
每次更換測針或測頭后,必須進(jìn)行測針校驗(Calibration),以確定測球中心與機(jī)器坐標(biāo)的關(guān)系。
程序驗證:對新編寫的測量程序,先在空運行模式或使用模擬軟件進(jìn)行驗證,確認(rèn)路徑安全無碰撞后,再實際測量。
工件裝夾:
使用合適的夾具(如花崗巖平臺上的V型塊、虎鉗、專用夾具)牢固、穩(wěn)定地裝夾工件。
裝夾力要適中,避免工件變形。
盡量使工件的測量基準(zhǔn)面與機(jī)器坐標(biāo)系對齊,減少坐標(biāo)轉(zhuǎn)換誤差。
三、維護(hù)保養(yǎng)
日常清潔:
每天工作結(jié)束后,用無塵布和無水乙醇(或?qū)S们鍧崉┹p輕擦拭導(dǎo)軌、光柵尺、工作臺面,去除灰塵和油污。
嚴(yán)禁使用普通抹布或紙巾!防止纖維殘留或劃傷表面。
定期維護(hù):
按計劃執(zhí)行:嚴(yán)格按照制造商提供的維護(hù)手冊進(jìn)行周、月、季度、年度的預(yù)防性維護(hù)(PM)。
關(guān)鍵項目:
檢查并清潔空氣過濾器,確保氣浮導(dǎo)軌的潔凈氣源。
檢查導(dǎo)軌潤滑油(如有)是否充足。
檢查電纜、氣管有無磨損、老化。
清潔測頭連接器。
耗材更換:
定期更換空氣過濾器的濾芯。
及時更換磨損或損壞的測針。
四、安全事項
安全防護(hù):
確保機(jī)器的安全門或光柵處于正常工作狀態(tài),機(jī)器運行時禁止打開防護(hù)罩。
設(shè)備周圍設(shè)置警示標(biāo)識。
人員安全:
操作人員必須經(jīng)過專業(yè)培訓(xùn),熟悉設(shè)備操作規(guī)程和應(yīng)急處理。
機(jī)器運行時,人員應(yīng)保持安全距離。
設(shè)備安全:
配備穩(wěn)壓電源或不間斷電源(UPS),防止電壓波動或突然斷電損壞控制系統(tǒng)。
接地良好,防止靜電或雷擊損壞電子元件。
五、校準(zhǔn)與驗證
定期校準(zhǔn):
按照國家計量法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn)(如JJF 1064),定期(通常每年一次)由有資質(zhì)的計量機(jī)構(gòu)對CMM進(jìn)行精度校準(zhǔn),出具校準(zhǔn)證書。
校準(zhǔn)內(nèi)容包括長度測量誤差、探測誤差、各軸垂直度等。
期間核查:
在兩次正式校準(zhǔn)之間,使用標(biāo)準(zhǔn)量塊、球板或標(biāo)準(zhǔn)球等標(biāo)準(zhǔn)器進(jìn)行定期(如每周、每月)的期間核查,監(jiān)控機(jī)器的穩(wěn)定性。