测量技巧

Ace Mold Industrial (ShenZhen) Co., Ltd.

May---2006

眼到. 耳到. 心到. 手到

坐標測量機的通用測量策略在工件上選取被測特征;在坐標系統內定義工件基準;選擇工件方向;選擇工件固定方法;標定探針;定出探測策略;坐標測量機編程;記錄評價信息.在工件上選取被測特征根據元素特征選擇適當的機器;對于關鍵或高精度線性尺寸,盡可能使用一個軸完成,即測量尺寸時盡可能平行于機器軸方向;Y理論上:BC距离測量要比AB/AC距离測量要準确.X為什麼??????因為BC僅用到測量機一個X軸,而AB/AC要求兩個軸(X&Y)同時聯動,產生的誤差和不确定度相對要大.在坐標系統內定義工件基準建立坐標系盡可能應用圖紙所規定的基準;一中心線對應多個元素(如內孔/外柱)時,選擇公差最小的元素為基準;避免用小區域的特征來建坐標系.空間建立一個完整坐標系:至少需用六個測量點正确方法:用圓柱的外直徑來建坐標系.工件方向的選擇需測量尺寸的位置盡可能在一次裝夾中全部測完;關鍵尺寸位置方向盡可能與測量機的一個軸平行;夾具夾緊位一般不設在基準處,而設在對測量無障礙的地方.工件固定方法、探針測力的選擇測力:目標測力為0.05~0.2N,但部分測量機在測量中可能高達甚至超過3N;定位夾緊:可用橡皮泥、雙面膠、硅橡膠、儀器臘、502膠或夾持裝置,夾持裝置須注意不要過分夾緊,最好在夾具和零件間隔軟墊,以免工件受損.及時清理定位塊等上面的粘膠.如圖,哪個方向測力最大(小)?探針標定探針使用前,必須進行標定;且保證多個方向同時標定;探針標定時,探針球半徑應恒垂直于標準球表面;恒定的標準球,應保持輸入恒定的合格球徑;增加標定測頭時的測點數,有效探針直徑將更精确;保證探針與標準球清洁;同長度的同一探針,歷史標定中,探針標定有效直徑不允許有明顯的變化(＞3μm);不同長度的同一探針,探針標定有效直徑可能不同;測量策略測量元素在數學上均定義了最少點數,但實際測量時,測量點數要求多于最少點數,目的是:可以看出表面的幾何形狀誤差.圓錐截面圓測量(一)Z求离底面為h高的圓錐截面圓的直徑RYXhRΔyXh光學非接觸法:定平底面,橫放在玻璃平台上,將底平面設為X或Y方向的零點,將十字光標移到X或Y為h的位置,測量Y或X兩端最大位置,計算最大位置間的距离ΔY或ΔX,即為截面圓的直徑.一般須取相互垂直的兩方向測量,如圓度較大,則須多取一些方向測量并分析.圓錐截面圓測量求离底面為h高的圓錐截面圓的直徑R探針測量方向探針接觸常見錯誤方法:直接在离底面h高的位置沿水平方向取點測圓,以獲取圓的直徑.因為斜面,探針在h位置接觸工件時,探針實際接觸位置不是h位置,而是h-Δh位置.hΔX探針接觸正确測量方法:探針測量方向按Δh法線方向—3D自動測量,自動找正方向.此時可直接測量h位置的圓錐截面圓的直徑.圓錐截面圓另一測量方法:測量圓錐和輸入截面的高度後,直接構建截面圓.問題: 測量利角直圓柱內外徑,下面三種探針接觸圓柱均正确嗎?Rh非法線方向測直線產生誤差如圖:LN02LN011.1mm探針測量45斜面PL01;2.將PL01設為XY平面和Z 方向的零點;3.非法線方向測量LN01 和LN02的Z值.將出現什麼結果,探針補償是否有規律?PL01探針碰直線,須沿法線方向測量LK: 愈靠近法線方向,誤差愈小,愈偏离法線方向,誤差愈大.最大偏差為探針半徑因此,LK不適合于手動非法線方向測量,即不適合于非三軸方向的2D手動測量Mitutoyo-C9108: LN01最大偏差約0.03mm,LN02為0;因此,Mitutoyo-C9108 相對適合于非三軸方向的2D手動測量,但盡可能接近于法線方向測量.Mitutoyo-BH305: LN01、LN02均偏差探針半徑數因此, Mitutoyo-BH305不適合于非三軸方向的2D手動測量Werth:LN01最大偏差為0.14mm,LN02為0因此,Werth也不適合于非三軸方向的2D手動測量.如何測量短圓弧的半徑或中心坐標短圓弧定義:弧長小于1/2圓時.傳統測量方法:直接在圓弧上均勻取3點或多點測量構成圓或圓弧而獲得半徑和中心---弧長越短,準确度越低. 此法僅適用于粗精度測量.較準确方法加工精度要求较高时:設置理论圆心坐标為原點,测圆弧半径將圓心理論平面坐標值設為原點(如XY平面內,X=0,Y=0);選用極坐標功能;如無極坐標功能,可直接求測量點與原點的距离R在圓弧全程範圍內上均勻取多點測量R;取R平均值即視為圓弧實際半徑.如R間差异較小或R平均值略超過公差範圍,可將理論圓心在公差範圍內作最佳偏移,以同時獲取最佳的半徑與圓心.如R值全部不合格、差异大且為离散狀態,則圓心位置不合格或R本身不合格.如何求R49.24小圓弧與R50.43半圓弧交點尺寸38.測量方法:1.測量線LN1,建立X軸;2.測量R50.43的圓C1,將其圓心設為(0,0);3.原點偏移(X:-10.21;Y:-7.81)至理論R49.24的理論圓心(0,0);4.在極坐標系下測量R49.24的實際R值,取3點(上、中、下),求出R的平均值R平;5.構建理論圓C2(半徑為R平,圓心(為0,0));C1C26.計算圓C1與C2的交點,兩交點中Y為正值的即為38.的實測值.XLN1如何測量構建斜邊至圓弧邊緣最大距离?YC1C2LN1XX測量步驟(在定位OK的情況下):1.測量兩圓(C1&C2)圓心;構建直線LN1,并將此直線設為X軸且Y=0;2.測量圓弧C3,將C3圓心設為原點X=0;3.以十字光標在圓弧C3邊緣上找X=0的點,此點對應的Y坐標即為所需測量值.(0,0)C3特殊符號定義MEFR最大實體要求包容要求自由狀態可遞要求全周(僅用于輪廓度)深度錐形沉孔L最小實體要求PS延伸公差帶與形體尺寸無關20理論尺寸尺寸起點圓柱沉孔8*¢10被測形體個數0.02/100 0.02/100 0.02/25*25被測形體任一長度或範圍的公差值探針測量技巧探針测量要尽可能地与被測工件表面垂直測量方向與探針(0,0)本體垂直測量方向與探針(0,0)本體平行測量方向與探針(0,0)本體既不平行也不垂直測量方向與探針旋轉方向(A,B)平行,A角度越大,重復性越低,應盡可能避免.重復精度由高到低旋轉角度探針精準度自檢方法日常使用旋轉角度前,操作人員必須進行自檢.自檢步驟:PLZ1.使用標準塊規(如50mm);X2.建立面、線基準(X軸);3.用(0,0)方向沿法向測量一點;設為Y方向的零點;4.再用旋轉角度如(30,180)沿法向測量同一點,如Y值為0.003mm之內,即可正常使用,否則,不能使用.LNPLLN高精度(公差為0.01mm)的尺寸測量規範(一)測量溫度控制在:202℃;測量過程中溫差不可大于1℃;被測工件測量前須在測量室內恒溫1小時.如被測工件有毛刺、殘渣、鏽跡等影響測量品質的不良,須要求送檢人處理好後才接受檢測.放置工件在測量平台上時,須輕放,小型工件須進行緊固後再進行測量.自動CMM測量,送檢人須提供3D電腦圖.儀器選擇優先順序:電子千分尺---CMM/VMS.孔位尺寸,用CMM/VMS測量,須記錄圓度,并用間隔0.01mm的針規驗證差异是否合理.電子千分尺使用前,須使用標準桿對零和與所測尺寸相近的塊規驗證其誤差是否在0.003mm之內.如超差,不可使用.VMS使用:在保證工件清晰的情況下盡可能使用最大的放大倍數,以減小人為誤差;手動對十字線時,須保證對線位置一致.須保證相同工件測量位置一致(自動機器盡可能使用同一程序完成).高精度(公差為0.01mm)的尺寸測量規範(二)VMS/CMM測量尺寸:基準的選取須遵循圖紙或工藝要求;基準面/軸的方向須與機器一致;測形狀元素(面、線、圓、圓柱等),須均勻取多點觀察其形狀誤差(平面度、直線度、圓度、圓柱度等),如形狀誤差大于0.01mm,須反映給直接上司.CMM使用:保持探針、磁性接頭、標準球干淨、裝夾牢固;使用前須進行探針校正和機器回零;機器校正、測量速度設置為最慢速; 盡可能使用(0,0)方向無加長桿的探針;如使用加長桿, 須使用塊規驗證精度是否在3um之內,如超差,不可使用;因工件特性須旋轉方向時,須對旋轉方向進行驗證,2D測量尺寸時,補償旋轉帶來的誤差,3D輪廓測量時,使用旋轉方向在相應的圍邊碰一點,輸出相應輪廓差;測量元素需沿法線方向自動完成.軟件計算方法選用:最小二乘法或高斯定理.不合格尺寸復測:測量人員自我復測:确認測量位置---工件裝夾---探針正确性—基準正确性—--測量&計算方法正确性--用不同的方法或工具復測.測量組長復測、判斷、分析數據的可靠性.LK-CMM 星形探針建立方法ΔYΔZZXY星形探針建立步驟:測量ΔX、ΔY、ΔZ的距离,如:ΔX=15.5 ΔY=15.5 ΔZ=20正确裝夾星形探針,使如圖1#、2#、3#、4#、5#探針桿與機器三軸平行;如左上圖,按單針方式建立1#探針:A=0,B=0,Length(長度):127, Dimeter(直徑)=2,StylusX(探針X位置)=0,StrylusY=0,StylusZ=0如左下圖,建立2#星形探針:A=0,B=0,Length(長度):107, Dimeter(直徑)=2,StylusX(探針X位置)=15.5,StrylusY=0,StylusZ=02#探針位置,高度方向上升了ΔZ=202#探針位置,X方向向正方向移動了ΔX(StylusX)=15.52#探針位置,Y方向坐標不變ΔY(StylusY)=02#探針位置,Z方向坐標實際上抬高了ΔZ=20,因在Length中已減了20,所以ΔZ(StylusZ)=0; 如Length仍為127,則此時ΔZ(StylusZ)=20LK-CMM 星形探針校正示例ZXY探針設定完後,按一般校正步驟即可進行校正.注意:換用不同方向的探針前,必須選取相對應的探針編號