三坐标测量机在精密检测中的应用

传感器技术 2019-03-23 07:00

三 坐 标 测 量 机 ( Coordinate Measuring Machining,简称 CMM)是近50年发展起来的一种高效率的新型精密测量仪器。它的出现,一方面是由于自动机床、数控机床高效率加工以及越来越多复杂形状零件加工需要有快速可靠的测量设备与之配套;另一方面是由于电子技术、计算机技术、数字控制技术以及精密加工技术的发展为三坐标测量机的产生提供了技术基础。


现代 CMM 不仅能在计算机控制下完成各种复杂测量,而且还可以通过与数控机床交换信息,实现对加工的控制,并且还能够根据测量数据,实现逆向工程。目前,CMM 已广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等各部门,成为现代工业检测和质量控制不可缺少的万能测量设备。 


由于它通用性强,测量范围大,精度高,效率高,性能好,能与柔性制造系统相连接,已成为一类大型精密仪器,故有"测量中心”之称。


在高精度测量领域,著名的厂商德国卡尔•蔡司(Carl Zeiss)公司的CONTURA G2 产品(如图所示)以其在硬件和软件配置上具有的优势,使得连续扫描测量和逆向工程测量完全满足精密测量的要求。


德国ZEISS蔡司CONTURA系列三坐标测量机


三坐标测量机的基本工作原理 


几何量测量是以点的坐标位置为基础的,它分为一维、二维和三维测量。三坐标测量机的基本原理是将被测零件放入它容许的测量空间,精密地测出被测零件在 X、Y、Z 三个坐标位置的数值,根据这些点的数值经过计算机数据处理,拟合形成测量元素,如圆、球、圆柱、圆锥、曲面等,经过数学计算得出形状、位置公差及其他几何量数据。


CONTURA G2 RDS三坐标测量机的组成和特性

 

1)测头系统:

测头系统包括探头、吸盘、探针、读数头、光栅尺。 


2)硬件控制系统: 

C99 控制柜,具备计算机辅助误差修正功能,可对 CMM 和传感器做实时的动态修正,确保得到精确的结果。 


电气驱动系统,包括电机、摩擦滚、钢带、皮带、气垫(气浮轴承)、气管、过滤器、气压表、调压阀。


3) 其它机械部件

包括花岗岩台面、三轴导轨、减震垫、支撑基架、Z 轴平衡气缸、电磁阀等。 


数据处理软件系统(CALYPSO 测量软件),利用该软件,可把 CAD 数据转变成测量程序,从而获得准确无误的检测方案。


三坐标测量机在精密检测中的应用 


目前利用 CONTURA G2 RDS 三坐标测量机,对下图所示工件的开有多条狭缝的表面进行了平面度的几何测量。 



测量程序的编制利用了Calypso测量软件强大的开放式脱机编程功能,这种编程方法的好处一是只要将设计人员设计的CAD图纸文件直接输入到测量软件中,就可以进行编程。不必等工件加工完成后才可以进行程序测量,可大大提高工作效率。第二是在程序编制完成之后,可以在CAD环境中直接调用程序进行模拟测量,对程序进行验证,找出运行过程中出现的错误测量路径和采点,同时对程序进行修正,将实际测量中可能出现的问题降到最低,最大程度的保证了测量过程中的安全性。 


脱机编程时测量软件应设置为脱机工作模式。首先将预先在CAD环境下建立的模型直接导入测量软件中(如下图)。该测量软件采用了图形化可视界面,简明易用,包含了基本的CAD功能,如放大、缩小、平移、旋转、着色(阴影)等功能,软件的直接的CAD接口,适用于所有重要的CAD格式,不会导致公差问题及精度的损失。 



第二步建立工件坐标系开始测量。坐标系的建立采用常用的面线点(3-2-1)方式,然后选择平面(Plane)测量元素,双击该平面元素,对其中测量策略进行设置。由于待测平面比较特殊,上面并列有多条狭缝,而正因为如此才致使平面度超差存在可能性。为了得到全面精确可信的测量结果,根据广度均分的原则将测量路径选择为多义线(Polyline),这样使采集到的点尽可能的覆盖到整个平面上。使用鼠标在工件模型上点击所要采点的位置,此时工件模型上会显示所采点的位置及其矢量方向。根据所测量的几何要素的需要,可进行多次采点。当采够所需要的点数后再在采点窗口中点确定,系统将会驱动虚拟测头进行采点,并拟合出要测的几何元素及其图形。多义线测量界面如下图所示。



下一步应对测量路径多义线再进行详细的设置,其中包括分别根据实际情况对探针速度以及采集的点的个数的设定,接着应修改平面元素的评价方法,设置为最小二乘法并选择去除粗大误差,确定即可。



元素测量完成后,应对测量几何平面度进行评价。在菜单中选择形状和位置公差中的平面度,然后双击该平面度图标,选择测量完的平面元素,输入设计公差数值确定完成。平面度评价界面如上图所示。 


在测量程序自动运行之前,为了防止在实际测量中发生探针与待测工件意外碰撞应设置安全平面,如下图所示。 



最后将编制完成的测量程序保存,通过联机实际测量,得到如下图的平面度测量的结果报告。从报告中可以直观的得到相关的测量元素和坐标数值及所有测量数据。用户可根据需要给出实际尺寸、公差值、与理论值的偏差、超差情况等详细的信息,对报告头自己定义,保存后可随时调看。



通过利用三坐标测量机在对工件的测量应用中,高效率采集到了大量精确、详细的测量数据,完成了以前用其它测量工件平面度量具(如刀口尺等)无法实现的功能,三坐标测量机具备了高精度高柔性以及优异的数字化能力。在高质量产品的制造中使用精密的三坐标测量机可减少测量误差,保证产品的精度和质量,满足设计与制造的需要, 加深理解并更好地掌握其工作原理和性能对完成并拓展装备研制中精密零部件的质量检验必将发挥重大的作用。


国际三坐标测量机生产商


海克斯康三坐标:

海克斯康三坐标是海克斯康集团旗下的一个子产业,拥有100多个分支机构。青岛前哨国有制改革期间,将其三坐标产业出售给海克斯康,也就是现在的青岛海克斯康生产基地。海克斯康三坐标旗下还有DEA、Brown & Sharpe、Leitz、Romer、Cimcore、Sheffield、Starret、CEJ、Leica等品牌,涵盖了高中低端产品市场,在中国市场占有率最高。


德国蔡司ZEISS、温泽Wenzel、东京精密、日本三丰:

均在中国设立生产基地,主要位于上海、苏州等地。主要生产中小尺寸的自动化三坐标和手动式三坐标。在中国市场占有一定的份额。

其他三坐标品牌:

意大利COORD3,德国MORA(已被AEH并购)、英国LK等,基本以代理商为主,在本国享有较高知名度,国内市场份额较少。


国内三坐标生产商

  

台湾智泰

成立于1996年的台湾企业,在国内有深圳、昆山两个生产基地。产品系列较多,包括分析仪器、三坐标仪、影像仪等系列。


西安爱德华

德国AEH测量在华投资企业,该公司是90年代中期成立的三坐标测量机专业生产厂家,主要生产中小尺寸的生产型测量机(其中包括CNC全自动类型和手动类型),其三坐标测量机属于中低价位系列。


青岛弗尔迪

青岛前哨国有制改革期间,一部分资深三坐标测量专家自主创业的企业,拥有十年左右的生产经验,主要生产中小尺寸的CNC自动式和手动式测量机,拥有三坐标研发生产专利,青岛地区三坐标培训基地、三坐标检测基地。


北京303所

国有研究所性质,国内最早研究三坐标测量机的单位之一。主要产品为航空类、测量机、数控机床等。


其他代理商

三坐标测量行业算是仪器仪表行业的新兴行业,经过这几年的发展,国内代理三坐标测量仪的贸易类公司越来越多,其中企业资质良莠不齐,主要是代理中低端市场产品。


三坐标测量机作为现代大型精密仪器,已越来越显示出它的重要性和广阔发展前景。它可方便的进行空间三维尺寸的测量,可以实现在线检测及自动化测量。上海康汇的U-How®旋转活塞式流量计就是用三坐标测量机检测部件,精密加工制造而成。


U-How®康汇燃油流量计


U-How®康汇流量计是上海康汇实业发展有限公司,根据旋转活塞式工作原理自主研发生产的,具有测量流速低、量程宽、精度高、结构简单、工作安全可靠等特点的高精度流量传感器。


工作原理


旋转活塞式流量计,是属于容积式流量计,它基于活塞与计量室一直保持的相切密封状态。并有一个固定的偏心距计量元件活塞,在压差的作用下,对活塞产生转动力矩,使活塞做偏心旋转运动,活塞的转数正比于流体的流量,通过记数机构记录出活塞转数,即可测得流体总流量。


旋转活塞式流量计进出口由隔板隔开。当被测流体从进口进入计量室,这时进出口形成压差,迫使活塞逆时针旋转如图a所示。流体连续流入,迫使活塞转动如图b所示,形成二个半月牙腔体,在压差作用下迫使活塞转动如图c,V2流体从出口排出,使活塞转动如图d所示,在压差作用下转动,活塞每转一周迸出的流体等于V1+V2的和。


工作原理图

 


流量计爆炸图:


产品参数


1、机械部分:


型号

PDFM

4D

PDFM

8D

PDFM

8Db

液压连接器

M14

x1.5

M14

x1.5

M16/22

x1.5

最大工作压力 

(MPa)

2.5

2.5

2.5

测量范围    

(l/h)

1~

80

20~

200

80~

320

精度   (﹪)

±1

±1

±1

重复率 (﹪)

±0.2

±0.2

±0.2

测量室体积   

(ml)

5

12.44

12.44

内置滤网尺寸

(mm)

0.125

0.15

0.15

工作温度

(℃)

﹣20

~80

﹣20

~80

﹣20

~80

存储温度

(℃)

﹣40

~100

﹣40

~100

﹣40

~100


2、电子部分:


型号尺寸

KHDQ

工作电压     (V)

9~40

输出接口

RS485/RS232

数据线

2×0.75

工作温度    (℃)

﹣20~80

存储温度    (℃)

﹣40~100

 

测量介质:


可测量轻质和中质油料,如:汽油、柴油、煤油、石脑油、润滑油


产品资质


1. 发明专利:ZL201020504169.8流量传感器


2. 国家汽车质量监督检验中心车辆检测报告


3. 交通部委托北京计量院精度检测报告



油耗监控解决方案


应用对象


1.发动机:


火车、汽车、工程车、拖拉机、发电机组及内河或近海航行的船舶中测量各类动力机器的燃油消耗量,及各种较重液体的装卸计量和管道过液计量。


2.燃烧器:


车载锅炉、移动锅炉等设备的燃油消耗计量。


数据采集方式


通过采集流量计脉冲数据的方式,以RS485/RS232对接设备单位的系统集成


解决方案





实施案例


某大型石油集团:

吊管机、移动电站、多功能车、弯管机、空压机等


某大型采油厂:

锅炉车、清蜡车、超导车、水泥车、吊车等;


港口:

龙门吊、堆高机、正面吊、装载机等


其它:

轮胎胎压油耗测试;驾驶员驾驶技术比武;发动机性能标定


空压机



锅炉车





U-How®康汇燃油流量计

联系人           汪先生

电话:18964834582



 

传感器技术 制造业的未来是智能化,智能化的基础就是传感器; 互联网的方向是物联网,物联网的基石也是传感器; 关注传感器技术,获得技术资讯、产品应用、市场机会,掌握最黑科技,为中国工业导航。
评论 (1)
追忆流年寻梦少年2020-03-23 10:21
学习学习,三坐标已经比较普及了,价格一直在走低,作用也挺大的。
  • 一、为什么流量可见性如此重要?在网络管理中,及时掌握流量状况至关重要,这不仅有助于快速排查故障、优化性能,还能提升安全防护能力。为了实现这一目标,企业通常依赖 SPAN 端口(交换机端口镜像)或 网络 TAP(测试接入点)来捕获和分析流量。然而,这两种方法在数据完整性、性能影响和监控能力上存在显著差异。如何选择合适的方案,以确保网络监控的精准性和高效性?本文将深入解析 SPAN 端口与网络 TAP 的核心区别,帮助你做出明智决策。二、SPAN 端口:简单易用,但有局限SPAN 端口也称为镜像端口
    艾体宝IT 2025-04-03 16:41 12浏览
  • 【拆解】+沈月同款CCD相机SONY DSC-P8拆解 这个清明假期,闲来无事,给大伙带来一个老古董物品的拆解--索尼SONY DSC-P8 CCD相机。这个产品是老婆好几年前在海鲜市场淘来的,由于显示屏老化,无法正常显示界面了,只有显示背光。但是这也无法阻止爱人的拍照。一顿盲操作依旧可以拍出CCD古董相机的质感。如下实拍: 由于这个相机目前都在吃灰。我就拿过来拆解,看看里面都是怎样个设计,满足下电子爱好者的探索。 首先给大伙展示下这台老相机的全貌。正视图  后视图 
    zhusx123 2025-04-06 17:38 18浏览
  •     电子电气仪表会标注CAT,后面附带一个罗马数字 I/II/III/IV(1/2/3/4)。这个标志与人身安全相关,指示该仪器仪表可以承受的电压范围。        CAT 最早由 IEC 组织在 IEC 1010 中定义,全名是 Installation Category。在 GB 4793.1-2001 中被翻译为”安装类别“。安装,指的是被测对象在电气系统中的位置,而不是电气电子仪表的位置。见下图。  &
    电子知识打边炉 2025-04-05 22:32 7浏览
  • 引言:POPO声的成因与影响在语音芯片应用中,WT588F08A作为一款支持DAC+功放输出的高集成方案,常因电路设计或信号处理不当,在音频播放结束后出现POPO声(瞬态噪声)。这种噪声不仅影响用户体验,还可能暴露电路设计缺陷。本文将基于实际案例,解析POPO声的成因并提供系统化的解决方案。一、POPO声的根源分析1. 功放电路状态切换的瞬态冲击当DAC输出的音频信号突然停止时,功放芯片的输入端若处于高阻态或无信号状态,其内部放大电路会因电源电压突变产生瞬态电流,通过喇叭表现为POPO声。关键因
    广州唯创电子 2025-04-07 09:01 15浏览
  •   安全生产预警系统作为现代工业与安全管理的重要组成部分,正以前所未有的技术引领力,创新性地塑造着未来的安全管理模式。这一系统通过集成多种先进技术,如物联网、大数据、人工智能、云计算等,实现了对生产环境中潜在危险因素的实时监测、智能分析与及时预警,为企业的安全生产提供了坚实的技术保障。   技术引领:   物联网技术:物联网技术使得各类安全监测设备能够互联互通,形成一张覆盖全生产区域的安全感知网络。传感器、摄像头等终端设备实时采集温度、压力、气体浓度、人员位置等关键数据,为预警系统提供丰富的
    北京华盛恒辉软件开发 2025-04-05 22:18 19浏览
  •     Corona 这个单词除了用于描述冠状病毒和啤酒品牌,在电力和电气领域表示一种局部放电(PD, Partial Discharge)的现象,中文翻译为电晕。    Corona 有两种形态。一是晕染状发光,二是树枝状发光。虽然是发光,但是发紫外光而不是可见光。        (图:ref 2)      除了发光,Corona 发生的时候还可以有声音、气味,并
    电子知识打边炉 2025-04-05 02:45 5浏览
  • 在科技浪潮奔涌的当下,云计算领域的竞争可谓是如火如荼。百度智能云作为其中的重要参与者,近年来成绩斐然。2024年,百度智能云在第四季度营收同比增长26%,这样的增速在行业内十分惹眼。回顾全年,智能云业务的强劲增长势头也十分明显,2024年第一季度,其收入达到47亿元,同比增长12%;第二季度营收51亿元,同比增长14%。从数据来看,百度智能云在营收方面一路高歌猛进,展现出强大的发展潜力。然而,市场对百度智能云的表现似乎并不完全买账。2024年,尽管百度智能云数据亮眼,但百度股价却在震荡中下行。在
    用户1742991715177 2025-04-06 20:25 18浏览
  • 医疗影像设备(如CT、MRI、超声诊断仪等)对PCB的精度、可靠性和信号完整性要求极高。这类设备需要处理微伏级信号、高频数据传输,同时需通过严格的EMC/EMI测试。制造此类PCB需从材料选择、层叠设计、工艺控制等多维度优化。以下是关键技术与经验分享。 1. 材料选择:高频与生物兼容性优先医疗影像设备PCB常采用 Rogers RO4000系列 或 Isola FR4高速材料,以降低介电损耗并保证信号稳定性。例如,捷多邦在客户案例中曾为某超声探头厂商推荐 Rogers RO4350B
    捷多邦 2025-04-07 10:22 14浏览
  • 伴随无线技术的迅速发展,无线路由器市场商机日益庞大。现代消费者在选购无线路由器(Wi-Fi AP)时,通常依赖的是该产品在无干扰的实验室环境中,量测得到的数据报告。然而,这些数据往往是在受控的RF隔离环境中进行测试,无法完全反映真实使用场景。这种情况导致许多消费者抱怨,他们购买的产品效能与宣称的数据不符。在实际应用中,消费者常因Wi-Fi讯号不稳定、传输速度不如预期或设备过热而产生客诉。产品仰赖实验室的数据够吗?无线路由器(Wi-Fi AP)ODM供货商遇到什么挑战?一家台湾知名的无线路由器(W
    百佳泰测试实验室 2025-04-05 00:12 6浏览
  • 在影像软的发展历程中,美图曾凭借着美图秀秀等一系列产品,在“颜值经济”的赛道上占据了领先地位,成为了人们日常生活中不可或缺的一部分,也曾在资本市场上风光无限,2016 年上市时,市值一度超过46亿美元,备受瞩目。 然而,随着市场的不断发展和竞争的日益激烈,美图逐渐陷入了困境。商业模式单一,过度依赖在线广告收入,使得其在市场波动面前显得脆弱不堪;多元化尝试,涉足手机、电商、短视频、医美等多个领域,但大多以失败告终,不仅未能带来新的增长点,反而消耗了大量的资源。更为严峻的是,用户流失问题日
    用户1742991715177 2025-04-05 22:24 14浏览
  • 引言:小型化趋势下的语音芯片需求随着消费电子、物联网及便携式设备的快速发展,产品设计对芯片的小型化、高集成度和低功耗提出了更高要求。厂家凭借其创新的QFN封装技术,推出WTV系列(如WTV380)及WT2003H系列语音芯片,以超小体积、高性能和成本优势,为紧凑型设备提供理想解决方案。产品核心亮点1. QFN封装技术赋能超小体积极致尺寸:WTV380采用QFN32封装,尺寸仅4×4毫米,WT2003H系列同样基于QFN工艺,可满足智能穿戴、微型传感器等对空间严苛的场景需求。高密度集成:QFN封装
    广州唯创电子 2025-04-07 08:47 14浏览
  • 【拆解】+南孚测电器拆解 之前在天猫上买了一盒南孚电池,他给我送了一个小东西—测电器。今天我们就来拆解一下这个小东西,看看它是怎么设计和工作的。 三颗指示灯显示电池剩余电量。当点亮3颗LED时,则表示点亮充足。当点亮2颗LED时,则表示还能用。当点亮1颗LED时,表示点亮地建议更换,当无法点亮LED时,则表示没电了。外壳上还印有正负极,以免用户将电池放反。 这个小东西拆解也很方便,一个螺丝刀稍微撬几下。外壳就下来了,它是通过卡扣连接。 开盖后,测电线路板清晰呈现在眼前。 让我们看看小小的线路板有
    zhusx123 2025-04-05 15:41 15浏览
  • 文/杜杰编辑/cc孙聪颖‍2025年的3月,成功挺过造车至暗时刻的小米创始人雷军,接连迎来人生的高光。(详情见:雷军熬过黑夜,寄望小米SU7成为及时雨)在颜值即正义的舆论导向之下,全国两会期间,雷军凭借得体的衣着、挺拔的身姿赢得赞誉。面对雷军的压人表现,连行事一向沉稳、不愿跟风的海尔,都推出“leadership”组合拳,试图助力自家boss,不落下风。(详情见:两会声音|本届全国两会,周云杰为海尔省了多少广告费?)喜事接连不断,紧接着的3月18日,雷军重磅宣布小米 “史上最强年报”。雷军的公关
    华尔街科技眼 2025-04-03 20:30 13浏览
  • 及时生产 JIT(Just In Time)的起源JIT 起源于 20 世纪 70 年代爆发的全球石油危机和由此引发的自然资源短缺,这对仰赖进口原物料发展经济的日本冲击最大。当时日本的生产企业为了增强竞争力、提高产品利润,在原物料成本难以降低的情况下,只能从生产和流通过程中寻找利润源,降低库存、库存和运输等方面的生产性费用。根据这种思想,日本丰田汽车公司创立的一种具有特色的现代化生产方式,即 JIT,并由此取得了意想不到的成果。由于它不断地用于汽车生产,随后被越来越多的许多行业和企业所采用,为日
    优思学院 2025-04-07 11:56 13浏览
  • 在追求环境质量升级与产业效能突破的当下,温湿度控制正成为横跨多个行业领域的核心命题。作为环境参数中的关键指标,温湿度的精准调控不仅承载着人们对舒适人居环境的期待,更深度关联着工业生产、科研实验及仓储物流等场景的运营效率与安全标准。从应用场景上看,智能家居领域要求温湿度系统实现与人体节律的协同调节,半导体洁净车间要求控制温湿度范围及其波动以保障良品率,而现代化仓储物流体系则依赖温湿度的实时监测预防各种产品的腐损与锈化。温湿度传感器作为实现温湿度监测的关键元器件,其重要性正在各行各业中凸显而出。温湿
    华普微HOPERF 2025-04-07 10:05 8浏览
我要评论
1
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦