雷頓三坐標機是在一個六面體的空間范圍內,能夠表現幾何形狀、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(如光柵尺)和數據處理器或計算機計算出工件的各點(x,y,z)坐標及各項功能測量值。
三坐標測量機的主要技術指標包括測量精度、測量范圍、使用環境等。其中,測量精度是衡量三坐標測量機性能的重要指標之一,通常能夠達到亞微米級別。測量范圍則根據機型和設計而定,可滿足不同尺寸工件的測量需求。
1、高精度與高分辨率
核心優勢:采用高精度的光柵尺、激光干涉儀或電容/電感傳感器作為位置反饋元件,配合精密的導軌和花崗巖/陶瓷/鋁合金等穩定基座。
技術體現:
測量精度:可達微米(μm)甚至亞微米級(如±(1.5+L/300)μm,L為測量長度)。
分辨率:能分辨納米級的位移變化。
應用價值:滿足航空航天、精密模具、醫療器械等高d制造領域對零件精度的嚴苛要求。
2、三維空間全尺寸測量
功能特點:能夠測量工件在三維空間內的任意幾何特征,包括:
尺寸:長度、寬度、高度、直徑、角度等。
形位公差:平面度、圓度、圓柱度、直線度、輪廓度等。
位置公差:位置度、同軸度、平行度、垂直度、傾斜度、跳動等。
復雜曲面:可通過密集采點進行曲面掃描,構建三維模型。
優勢:一臺設備即可完成傳統多種量具(卡尺、千分尺、高度規、投影儀等)的測量任務,測量范圍廣。
3、高效與自動化
測量效率:相比手動測量,CMM可快速、連續地采集大量測量點,顯著提高檢測效率。
自動化測量:
自動編程:通過CAD模型(如IGES,STEP)導入,軟件可自動生成測量路徑和程序。
自動測量:運行程序后,機器自動移動探針到指定位置進行測量,無需人工干預。
自動更換測頭:配備自動測頭更換架(如MCR)和多類型測頭(觸發式、掃描式、光學測頭),實現復雜工件的全自動、多特征測量。
應用:特別適合生產線上的批量零件快速檢測和統計過程控制(SPC)。
4、數字化與智能化
數據處理:測量數據直接進入計算機,通過專業軟件(如PC-DMIS,QUINDOS,Calypso)進行計算、分析、比對(與CAD模型或理論值)。
功能強大:
自動生成測量報告(含圖表、公差帶、偏差值)。
進行尺寸鏈分析、裝配模擬、逆向工程等。
支持SPC統計分析,監控生產過程穩定性。
優勢:實現測量過程的數字化、可視化和可追溯性。
5、多樣化的測頭系統
技術核心:測頭是直接與工件接觸或非接觸感知的“感覺器官”。
主要類型:
觸發式測頭:接觸工件時發出信號,記錄坐標。結構簡單,成本低,精度高,適用于離散點測量。
掃描式測頭(模擬測頭):在工件表面連續滑動,實時輸出三維坐標數據流。適用于復雜曲面、輪廓的高密度掃描,效率和精度更高。
光學測頭:如激光線掃描、白光干涉、影像測量頭,實現非接觸測量,適用于軟質、易變形或高反光表面。
靈活性:可根據工件材質、形狀和測量需求選擇合適的測頭。
6、環境適應性與穩定性
環境要求:對溫度(通常要求20±1°C或±2°C)、濕度、振動和清潔度有較高要求,以保證測量精度。
材料選擇:基座、橫梁等運動部件常采用熱膨脹系數低的材料(如花崗巖、陶瓷、特殊鋁合金),減少溫度變化的影響。
溫度補償:高d機型配備溫度傳感器和補償軟件,自動修正熱變形誤差。