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三坐標(biāo)測量儀，它是指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，又稱為三坐標(biāo)測量儀或三坐標(biāo)量床。三坐標(biāo)測量儀可定義為“一種具有可作三個方向移動的探測器，可在三個相互垂直的導(dǎo)軌上移動，此探測器以接觸或非接觸等方式傳送訊號，三個軸的位移測量系統(tǒng) ( 如光學(xué)尺 ) 經(jīng)數(shù)據(jù)處理器或計算機(jī)等計算出工件的各點(diǎn)坐標(biāo)(X、Y、Z)及各項功能測量的儀器”。三坐標(biāo)測量儀的測量功能應(yīng)包括尺寸精度、定位精度、幾何精度及輪廓精度等。
一般情況下,三坐標(biāo)測量儀的選用主要注意如下方面:
1.CMM的測量范圍。這是選擇CMM的首要因素。我們在計劃購買三坐標(biāo)測量設(shè)備時,首先要清楚掌握所測產(chǎn)品的外圍尺寸,根據(jù)尺寸來確定相應(yīng)規(guī)格的三坐標(biāo)設(shè)備。例如在選用橋式結(jié)構(gòu)CMM時,設(shè)備價格與橫梁的跨度成正比,而長度方向的尺寸對價格影響不大,因此我們只要滿足測量的范圍即可,不必追求不必要的大量程,如果被測工件所需被測量的只是整個產(chǎn)品的一部分,這時選用的CMM也要把整體工件放置在工作臺面上,同時要考慮產(chǎn)品的重量,不能超過CMM的承重范圍。CMM選用的測量范圍還要受到所選探頭系統(tǒng)的影響,因?yàn)樘筋^會占用一定的測量空間,所以在選定測量范圍時,就要考慮所選探頭的影響。目前從測量范圍而言,探頭普遍使用的是兩種:帶旋轉(zhuǎn)頭的探頭和固定式探頭。
(1)旋轉(zhuǎn)探頭:主要應(yīng)用在生產(chǎn)型的三坐標(biāo)測量機(jī)上。
(2)固定式探頭:主要應(yīng)用在計量型的三坐標(biāo)測量機(jī)上。它不存在旋轉(zhuǎn)探頭在旋轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的旋轉(zhuǎn)誤差。因?yàn)榇嬖谛D(zhuǎn)探頭和固定探頭的工作原理差異,因此在選擇設(shè)備測量范圍的時候也是有區(qū)別的:旋轉(zhuǎn)探頭需要更大的測量范圍,對于同樣的一個工件,因?yàn)樾D(zhuǎn)探頭在旋轉(zhuǎn)過程中會占用一些空間,根據(jù)我們的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn),在選擇CMM的時候,如果供應(yīng)商標(biāo)配旋轉(zhuǎn)探頭,就要考慮更大的CMM量程。
2.測量精度。三坐標(biāo)測量機(jī)就是檢測工件幾何尺寸與形位誤差的計量儀器,滿足精度要求是基本目標(biāo)。CMM選用時,一般可根據(jù)被測工件要求的檢測精度與測量機(jī)給定的測量不確定度相對比,看測量機(jī)精度是否符合要求。精度比對不是一個簡單的比較過程。測量機(jī)的技術(shù)規(guī)范中一般只給出單軸測長和空間測長的兩個不確定度計算公式及重復(fù)測量精度值。而在具體開展測量時,需要將被測參數(shù)的測量不確定度限制在一定范圍內(nèi)。一般測量時,需要測量很多探測點(diǎn)。在進(jìn)行形位公差測量時,更有大量探測點(diǎn)參與計算并帶來測量誤差,jq計算是很困難的,因此從經(jīng)驗(yàn)出發(fā),在一般測量中,測量不確定度應(yīng)為被測工件尺寸公差帶的1/5～1/3。
