随着加工技术对于精密、质量和效率的要求日益增长,越来越高的质量要求使得现代化的测量技术比以往变得更加重要,企业对于坐标测量仪及其测量过程提出了更高的要求。为了实现有效的质量保证,尽管很多企业已经作了一些改进和调整,但是还没有发挥坐标测量仪的最大的效率和价值,因此如下推荐的7方案可以帮助用户实现快速检测。
方案1:金刚石测头提高检测效率
位于测头顶部的球体对于外行人来说很不起眼,但是该球体对于测量质量的保证起着重要的作用。测量过程中由红宝石或者氮化硅制成的测头在工件表面上滑动,以搜集测量数据,随着时间的推移会渐渐出现磨耗而失去圆度。所以,用户对于这种测头要定期有规律地进行清洁。如果这种测头的接触材料是例如陶瓷和铝材等极端的材料,建议每隔几周就对测头进行置换,在置换和重新校准期间测量仪需要停机。为了保持测量仪尽可能实现长时间的利用率,用户往往放弃对零部件表面的很多地方进行扫描,因为单点的测量可以减少测头的变形,与短期内搜集到大量的数据扫描过程相比较,速度较慢的单点测量存在较高的误差率,因为为了节省时间往往用户只测量少量的几个点。
图1 金刚石测球在接触特别硬或者特别软的工件时不会受到损坏,无需清洁和置换
金刚石或者带有专用金刚石涂层的测球便可以摆脱这个困境,因为测球表面不会附着材料、不会产生磨损,无需定期清洁测头,置换更是多余的,因为其测球在很多年内可以保持原形,工件的扫描也不会对其测量精度造成影响,无需对检测点进行逐一的测定,不仅效率高且提高了测量的精度。
方案2:托盘可以减少停机时间
测量仪的停机时间还可以通过如下一系列措施明显地减少。比如上料,正常情况下,当被测量的工件在上料时,坐标测量仪需要有几分钟的停机时间,如果遇到测量的工件不同,需要频繁更换夹紧装置将会造成资源的严重浪费。如果遇到这种情况,我们建议采用托盘,当测量仪还在测量中,在测量仪之外的托盘上第2个工件准备上料测量,几秒钟之内托盘将进入正确的工位,无需重新校正。这样,用户在每次换装时可节省约15min。理想的使用状况是每台测量仪拥有成倍或更多工件需要进行测量。
图2 托盘可减少停机时间:当测量仪在测量时,工作人员轻松地将下一个装卡在托盘上的工件上料,节省了托盘与固定位置的测球保持架和测球的校准时间
方案3:夹紧装置提高工作效率
合适的夹紧工装可以帮助测量过程的优化,框架式结构与传统的以立柱为基础的结构相比更具有优势,因为框架式结构工件是被固定在拥有4个立柱的金属框架上。相反,传统的柱式夹紧装置是单独的元件用于固定在立柱上的工件,测量技术人员不仅在编程中要重视这些立柱,而且测量过程费时费力。如果测头必须要通过立柱密度层的话,测量本身就要消耗很多时间。相反,框架结构可容易地从所有的面接触到工件,缩短了整个测量过程的时间,这在很大程度取决于通常所需要的立柱数量。
图3 以4个立柱为基础的金属框架夹紧工装,测头可容易地接触到工件,简化了测量程序的制定
方案4:温度自动测量系统加速测量过程
如果工件的温度不再由手工测量,那么,每8h的一个班次可为企业节省半个小时,这个计算结果是依据每个测量循环时间为15min,含1min的温度测量时间而计算出来的。如果将温度传感器集成到托盘上,测量开始时自动测量工件温度,并将其测量数据传送到测量仪上,也就说,用户无需手动传感器或者操作温度探头,由此批量测量更能显示出高效率。
图4 将温度传感器集成到托盘上的自动温度测量系统,可为企业每8h的一个班次节省半个小时
方案5:调整仪提高效率
一个用于测头的角度调整仪也可以省时省力,在测头系统上安装的角度调整仪,使测量技术人员实现快速且达至半度角的精准矫正,由此缩短了坐标测量仪的停机时间。基于精密的调整,测头系统无需在仪器上进行调整,该调整仪减少了测头与工件碰撞的危险,为企业节省了宝贵时间和降低了成本,这样复杂的测头系统用户可简单地组装,每个测量过程可检测出更多的工件特征点。
图5 角度调整仪使测量人员实现测试系统快速和精准的安装,由于其高精度降低了碰撞危险
方案6:借助稳定的测头系统实现更高速度
为了使测头系统速度更快,一个重要的因素就是采用适合的测量探头系统。测头和延长杆测头越轻、刚性越高则测量速度就越快,但弯曲应力和扭力不会降低系统的精度。比如在速度为8mm/s时,钛延长杆测头会出现7.3μm的形状误差;当坐标测量仪以12mm/s的速度扫描时,误差会在13μm范围内。最适合测量技术的是碳素纤维,由于其具有重量轻、较好的抗弯刚度和热稳定性,因此Zeiss的碳素纤维,即钛复合的延长杆测头在上述条件下的误差仅有1.7μm 或者2.4μm。
图6 Zeiss碳素纤维结构的测头内部结构,测头系统越轻与刚性越高,则检测速度就越快, 但弯曲应力和扭力不会降低系统的精度
方案7:选择正确的软件
给测量过程加速度的第7方案是软件,如果选择适合的软件,可以大大节省附加的时间。比如,如果测头在扫描通过工件表面的空缺处时,正常情况下它垂直朝上行走,越过空缺处,然后再垂直朝下行走。
图7 正确软件的选择可节省约一半的测量时间,扫描的测头可快速绕开工件的空缺处
选择合适的软件,它可以直接横向通过工件表面的空缺处,同时另外一侧的扫描可以不间断地作业。该软件可以计算出正确的检测点,根据工件不同可节约70%的测量时间,如在测量齿轮的顶圆部位时。
当然,通过一项或其他方面的改进和优化只节省少量的几分钟,但是积少成多,用户逐步在效率和盈利方面取得飞跃并实现双赢,企业不仅可以快速回收对于专业贵重测量仪器的投入,还可以大大减轻测量技术人员的工作量。
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