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蔡司三坐標(biāo)快速測量的技巧發(fā)布日期：2024-07-20 17:52:05
一臺(tái)高性能的測量機(jī)是執(zhí)行快速、高效測量的前提條件。然而，許多操作人員并沒有使他們的三坐標(biāo)測量機(jī)達(dá)到高效率。以下測量技巧，能幫助三坐標(biāo)測量機(jī)的用戶提高機(jī)器的利用率。
使用更加穩(wěn)定的測針系統(tǒng)提高測量速度
使用合適的測針系統(tǒng)是迅速完成測量過程的一個(gè)最重要條件。
由于輕巧、剛性好的測針和測針加長桿受彎曲或者離心力的負(fù)面影響較小，因此使用這些產(chǎn)品可以使我們更快、更精確的完成測量工作。
以下舉例說明了為什么測針的材料是如此重要的一個(gè)原因。
對于測量而言，碳纖維是理想材料：碳纖維重量輕，具有較高的抗彎強(qiáng)度，并且由于其具有良好的熱穩(wěn)性，諸如鋁、不銹鋼、鋼、鈦和陶瓷等材料都無法與之相比。
ZEISS采用了特殊的碳纖維，與鈦金屬適配器相結(jié)合，應(yīng)用于測針及測針加長桿較高的掃描速度會(huì)明顯增加引發(fā)探針系統(tǒng)變形的彎曲力，因此，這類具有很好剛性的ZEISS ThermoFit探針系統(tǒng)，在執(zhí)行大量的測量工作時(shí)就顯得尤其重要。
金剛石測針縮短停機(jī)時(shí)間
除了桿的材料外，針尖材料，即在測量過程中滑過工件的材料也同樣至關(guān)重要。
如果測球是由紅寶石或氮化硅材料制成的，當(dāng)它接觸到像陶瓷這類很硬的材料或像鋁合金這樣很軟的材料時(shí)，隨著時(shí)間的推移，其圓度會(huì)越來越差。掃描硬的工件會(huì)一點(diǎn)點(diǎn)地磨損測球的表面。
紅寶石或氮化硅球會(huì)磨掉軟質(zhì)工件上的少量材料，然后這些材料會(huì)積聚在測球的表面上。隨著時(shí)間的推移，這兩種效果都會(huì)影響測量結(jié)果。正因?yàn)槿绱耍僮髡弑仨毝ㄆ谇鍧嵱杉t寶石或氮化硅制成的測針，當(dāng)測量極端材料時(shí)，還必須經(jīng)常更換它們。
▲不同于由紅寶石或氮化硅制成的測球，ZEISS Diamond!Scan鉆石測針與很硬或柔軟的工件接觸時(shí)都不會(huì)有任何損耗。測量中無需定期清洗或更換測針，因此提高了測量確定性意味著更大的測量效率。
▲來看一看ZEISS ThermoFit測針內(nèi)部相互交織的碳纖維結(jié)構(gòu)：測針系統(tǒng)越輕，剛性越好，受彎曲或離心力的影響越小，操作人員就可以更快地進(jìn)行測量。
▲托盤減少停機(jī)時(shí)間：當(dāng)測量機(jī)仍在測量時(shí)，操作者可以籌劃將下一組需要測量的工件放到托盤上。具有固定的標(biāo)準(zhǔn)球球座的校準(zhǔn)托盤和球體節(jié)省更多時(shí)間。
ZEISS提供了一種擺脫這種困境的方法，這就是具有特制的金剛石涂層的Diamond！Scan測針。它的優(yōu)點(diǎn)是什么？根本無需對測針針尖進(jìn)行檢查和清洗！原因是不會(huì)有材料殘留在球的表面，也不會(huì)有磨損的產(chǎn)生。
托盤減少更換時(shí)間
即便使用擁有合適探針系統(tǒng)的高性能測量機(jī)，質(zhì)量保證也可能成為一個(gè)瓶頸。
一個(gè)可能的原因是，在加載工件時(shí)，坐標(biāo)測量機(jī)總是要停幾分鐘的時(shí)間。不管是一系列的手機(jī)外殼或傳感器，都可能需要幾分鐘的時(shí)間進(jìn)行加載，特別是需要在同一時(shí)間安裝多個(gè)工件時(shí)。
當(dāng)測量不同的工件，需要操作者頻繁更換夾具時(shí)，也會(huì)花費(fèi)大量的時(shí)間和精力。當(dāng)測量機(jī)正在測量時(shí)，操作者可以將下一組工件放到測量機(jī)外部的托盤上。這樣完成以后，就很容易將托盤裝載到機(jī)器上。我們可以在幾秒鐘之內(nèi)正確地定位托盤，不需要進(jìn)行校準(zhǔn)。
框架設(shè)計(jì)的夾具提高了檢測效率
除了使用托盤，要認(rèn)真考慮工件的裝卡方法。
使用標(biāo)準(zhǔn)夾
由于框架設(shè)計(jì)中，工件被固定在金屬框架上，因此在這種結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中的夾具比立柱式測量更利于執(zhí)行難度更大的測量。框架安裝在立柱上，反過來這些再固定在一個(gè)基板上。而使用傳統(tǒng)的設(shè)備，用于安裝工件的每個(gè)元器件通常都是在其自己的立柱上，這些立柱限制了測針接近工件的能力。
對于水平夾緊和垂直夾緊也是如此，測量程序需要考慮此因素。而在新的這種框架結(jié)構(gòu)中通過進(jìn)行對比，可以從各個(gè)側(cè)面方便地接近工件，因此不僅加快了測量程序的開發(fā)，還減少了測量時(shí)間的投入。
該框架結(jié)構(gòu)還有一個(gè)好處：因?yàn)閵A緊原理所具有的優(yōu)勢，基板和四個(gè)立柱不會(huì)改變，所以可以為不同的工件類型設(shè)計(jì)相似的夾具。這類夾具是相對統(tǒng)一的，并為操作者在很大程度上提供規(guī)范測針和測量程序的機(jī)會(huì)。
集成式溫度捕獲節(jié)省時(shí)間
集成在托盤中的溫度傳感器會(huì)帶來更大效益。
在測量開始時(shí)，它自動(dòng)捕獲工件溫度，并將此信息傳遞給測量機(jī)。操作員不再需要手動(dòng)加載傳感器或使用溫度測針，這是提高系列測量效率的一個(gè)重要因素。
讓我們以一個(gè)八小時(shí)輪班制為例，假設(shè)一個(gè)測量周期需要15分鐘，其中包括一分鐘的溫度測量，那么總共可以節(jié)省半個(gè)多小時(shí)的時(shí)間。
▲夾具安裝在一個(gè)金屬框架上，也就是說測針可以方便地接近工件，也更容易生成測量程序。
▲如果使用托盤中的集成溫度傳感器自動(dòng)捕獲工件溫度，對于公司每八個(gè)小時(shí)輪班，可以節(jié)省半小時(shí)。
硬件并不是唯一影響測量時(shí)間的因素，軟件也起著重要作用。
舉例說明：測針掃描工件并觸及到表面上的凹部。在這一點(diǎn)上，典型的程序?qū)⑹谴怪毕蛏弦苿?dòng)并穿過此空間，然后在該空間的另一側(cè)的下一個(gè)特征處垂直向下移動(dòng)。使用ZEISS VAST Performance性能軟件包的“FlyScan”功能，不必要進(jìn)行“向上、進(jìn)一步前移、向下”這種迂回，相反，測針直接在空間上移動(dòng)，并繼續(xù)另一側(cè)的掃描，不會(huì)出現(xiàn)任何中斷。
但軟件還是會(huì)評價(jià)、計(jì)算正確的測量點(diǎn)據(jù)Schwab估計(jì)，這個(gè)過程可以減少應(yīng)用程序高達(dá)70％的測量時(shí)間，如齒輪的齒頂圓測量。QuickChange是另外一個(gè)軟件功能，可以使測針更換速度再快一倍。
使用這些軟件功能，需要ZEISS原裝的探針吸盤，這種吸盤的另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)就是，該軟件可通過一個(gè)芯片識(shí)別所使用的測針系統(tǒng)。
例如，如果使用了錯(cuò)誤的測針系統(tǒng)配置，它也可以識(shí)別出該錯(cuò)誤并通知操作者，特別是當(dāng)需要選擇10或20種測針系統(tǒng)時(shí)，這有很大的幫助。
探針調(diào)整裝置會(huì)使測針系統(tǒng)的構(gòu)建更加容易
為了最大限度地減少測針與工件之間發(fā)生昂貴和費(fèi)時(shí)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)，組裝探針使用的角度調(diào)整裝置蔡司的FixAssistXXT 和 FixAssist VAST設(shè)置裝置能夠使測量工程師在組裝測針系統(tǒng)時(shí)事半功倍，更容易、更快速組裝探針系統(tǒng)。
它們不只是防止碰撞。因?yàn)闇y針系統(tǒng)不必在機(jī)器上再進(jìn)行調(diào)整，因此還降低了坐標(biāo)測量機(jī)的停機(jī)時(shí)間，操作員也可以構(gòu)造更復(fù)雜的測針系統(tǒng)，從而在每個(gè)測量程序中測量更多的特性。
▲使用FixAssist探針調(diào)整設(shè)備，測量工程師可以快速、精確的進(jìn)行探針調(diào)整、組裝。更高的精度降低了碰撞的風(fēng)險(xiǎn)，同時(shí)設(shè)置更復(fù)雜的測針系統(tǒng)，意味著每個(gè)測量過程可能測量更多的特征。
所有這些技巧都可以節(jié)省時(shí)間，而且使用所有七個(gè)將有助于大大提高利用率。也就是說對高品質(zhì)測量設(shè)備的投資，使用合適的測針，會(huì)有更快速的回報(bào)。
▲特別是蔡司‘FlyScan’等軟件選項(xiàng)可以減少一半的測量時(shí)間。這些選項(xiàng)可以使測針在掃描過程中快速地在表面上的空間移動(dòng)。