测头及测量的简单介绍(摘)

测头及测量的简单介绍(摘)

2010-03-12 11:03:08 阅读7 评论0 字号:

测头是测量机触测被测零件的发讯开关,它是测量机的关键部件,测头精度的高低决定了测量机的测量重复性。此外,不同零件需要选择不同功能的测头进行测量。

测头可分为接触式和非接触式(激光等类型)。目前主要用接触式测头,接触式测头又可分为开关式(触发式或动态发讯式)与扫描式(比例式或静态发讯式)两大类

开关测头的实质是零位发讯开关,以TP6(RENISHAW)为例,它相当于三对触点串联在电路中,当测头产生任一方向的位移时,均使任一触点离开,电路断开即可发讯计数。开关式结构简单,寿命长(106~107)、具有较好的测量重复性(0.35~0.28μm),而且成本低廉,测量迅速,因而得到较为广泛的应用。 扫描式测头实质上相当于X、Y、Z个方向皆为差动电感测微仪,X、Y、Z三个方向的运动是靠三个方向的平行片簧支撑,是无间隙转动,测头的偏移量由线性电感器测出。扫描式测头主要用来对复杂的曲线曲面实现测量。

非接触测头主要分为激光扫描测头和视频测头两种。

激光扫描测头主要用于实现较软材料或一些特征表面进行非接触测量。测头在距离检测工件一定距离(比如50mm),在其聚焦点!5mm范围内进行测量,采点速率在200点/秒以上。但精度有限一般在0.02mm以上。 

 视频测头进一步提高了测量机的应用,使得许多过去采用非接触测量无法完成的任务得以完成。一些诸如印刷线路板、触发器。操作者可将检测工件表面放大50倍以上,采用标准的或可变换的镜头实现对工件的测量。

1、在测量过程中,若要添加新的测头校验位置,而原用以校验测头的校正球已被移动怎么办?
       此时,只要将原已校验好的(1#)A0B0测头在新位置的校正球上再进行一下校正过程,便可进行其余新添加位置的测头校正了。
   2、星形测头的校正
      
在进行星形测头校验时,时常会发现某方位子测头不能进行校验,原因是会出现测头碰撞的现象。解决的方法是一定要将校正球的支撑方向与父测头的角度方向成平行摆放,然后按系统功能便可完成所选方向的5个测尖的自动校正了。
        值得注意的是,在进行每组新位置星形测头的校验前,必须用原已校正好的(1#)A0B0测头在新摆放校正球的位置上进行一下新的校验过程,而后便可顺利完成新的一组星形测头的校正了。

有几种方法:

1、在产品上建立与CAD坐标系相同的坐标系,然后ctrl+alt+a,CAD=PART。可以将样品与CAD对齐。

 2、用迭代法或{zj0}似合建基准

  如何比对?

 建好基准后,你在CAD里面编程,让自动去打点。打出来后你就可以评价实际与理论的差异。

  问:在用3-2-1建立基准的时候,作为基准的面,线,点,它的公差控制在什么范围内才可以作为测量的基准呢?基准面的平面度有些时候真的很大,还有作为基准的线,也不是很直。遇到这种情况的时候该怎么办呢?是将所有的作为基准的元素都置为零吗?可是实际的情况加工的元素不可能达到理论的状态,还是就按实际的测量结果作为基准元素呢?两种方法那个好啊?怎么将所有的基准元素都置为零?
        答:之所以选择这些元素为基准,是零件图纸的规定、指定或需要。所谓“基准”,是指那些在设计、制造、测量、装配该零件或组件时要用来作为参照的元素。这些“基准”都是相对的,与零件的精度是相当的。不能想象零件精度要求高,而基准元素精度差的情况。在遇到“基准”元素形状误差大的情况时,要多测点,取它们的平均效果值。
        “基准”元素有的是作为零件坐标系的坐标轴或坐标平面而置为“零”,也有的只是提供参考方向而其位置并不是“零”。
       被测的零件元素并不“理想”,本身有“很大的”形状误差,但一旦经拟合、生成为一个基本元素后,其特征所描述的就是一个“理想”的元素,那些“不理想”的部分都是这个元素的形状误差。而这些与测量点的数量和位置也有一些关系。这些都是“相对”的,不是{jd1}的。
        问:1、上次提到构建测量基准的条件,那么在建立基准的时候,用那些方法建立坐标系该如何将那些元素都置为零呢?就是置零的方法是什么?如何将基准元素变为理想的元素,从而作为测量的基准。
        2、还有就是在作为基准元素的形状和位置有偏差的情况,可以作为有效的基准元素吗?如果基准元素都发生了变形,那我们就不用3-2-1法建立坐标系,改用{zj0}拟合或其他的方法建立坐标系可以吗?作为基准的元素形状变化了该怎么办呢?比如说在实际的测量过程中就经常遇见这种情况——作为基准元素的面平面度非常大,超过了零件要求的公差,作为基准元素的线的直线度也很大,超过了零件的公差要求。
        答:1、所谓把基准元素置零,就是把它们设置成零件坐标系零点。在建立坐标系的过程中,把零点“平移”到这些元素就可以了。
        2、通过测量点,在计算机软件中拟合生成的元素都是理想元素。计算机在描述这些元素时,都是以它们的特征表现出来的。
        3、任何被测的元素都是有误差的,就是再好的标准器也有误差。不过就是数值大小的问题。但一般来说,基准元素的精度要加工的好一些,否则起不到基准的作用。
        4、在建立坐标系的方法中,3-2-1法是{zh0}的方法,当然用何种方法还是要根据零件的具体情况。

(1) 物与像对应关系的影响
        三维物体表面点的位置和像平面上反映该点的坐标之间的映像关系是非线性的,而且当需要从像点坐标求物点坐标时,反xx变换不能{wy}地确定特点,只能确定投影线方程。但当光平面垂直入射物体表面时,CCD在与光平面垂直的平面内,与光平面成一定角度摄取光条图像,这时光条上的物点与像点一一对应,不存在xx点的重叠问题。在实际应用系统中,我们采用物体范围坐标与图像坐标,以及物体深度坐标与图像坐标分别进行拟合标定,该方法对精度的提高有明显的改善。
      (2) 激光散斑对测量精度的影响
        当采用激光扫描三角法对物体进行测量时,激光束扫描投射到被测物面形成漫反射光条作为传感信号,但是被测表面的情况是千差万别的,不同颜色、材料、粗糙度、光学性质以及表面面形等用同一光源入射时,物体表面对光的反射和吸收程度是不同的,特别是物体表面的粗糙度及折射率等因素严重影响着物体表面的光散射,这将会使通过透镜成像原理得到的光条图像质差别较大。
      (3)光学系统像差的影响
        在理论研究中,我们的前提条件是光学系统是理想的系统,但在实际应用中这样的条件是达不到的。因此,透镜对成像质量的影响是在所难免的,我只有在设计中尽量向理想系统靠近,不断改进对镜头的设计来xx像差和畸变对测量精度的影响。

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