光學(xué)測量系統(tǒng)對微尺度的精密檢測
在理想狀況下,采用光學(xué)或其它非接觸式檢測技術(shù)來測量復(fù)雜的微加工零件或許是佳方式,但這往往卻并不容易實現(xiàn)。光學(xué)測量系統(tǒng)的優(yōu)點是測量速度快、不會引起零件變形,但其也有一定局限性,如工件的可見邊緣往往無法反映其后被遮擋部分的情況。此外,光學(xué)測量系統(tǒng)通常不能確定諸如平行度、垂直度、圓柱度、平面度等三維形狀位置精度。
然而,將幾種傳感技術(shù)的優(yōu)勢結(jié)合在一起而構(gòu)建一個單一測量系統(tǒng),就可以在一次安裝中對復(fù)雜零件的所有關(guān)鍵參數(shù)進(jìn)行測量。這些多傳感器測量系統(tǒng)通常包含有非接觸式傳感器——視頻、白光和,或激光測頭——用于工件表面和邊界的測量,觸發(fā)式和掃描測頭則可以測量非接觸探測裝置不能到達(dá)的位置,如深的階梯孔。
探測微尺度
傳統(tǒng)的測量技術(shù)(如三坐標(biāo)測量機的觸發(fā)式測頭正在不斷改進(jìn)以適應(yīng)變化的需求。如今的傳感器具有不同的觸發(fā)測力、不同長度的測桿以及不同尺寸和材料的探針等。但是,當(dāng)尺度變得更小時,就存在一個物理極限,測頭的尺寸再小就難以保證可靠的觸發(fā)。例如,細(xì)的探針在觸發(fā)前可能會彎曲變形,導(dǎo)致對工件表面位置的錯誤指示:或者長的探針可能會發(fā)生“震顫” (觸碰孔或槽的邊緣)而發(fā)訊采樣,而實際上測尖并未接觸到被測位置的孔壁。由于制造技術(shù)的進(jìn)步和采用放電加工(EDM),人們已經(jīng)能夠制造出許多微型結(jié)構(gòu) (如微型孔、口),但這些微結(jié)構(gòu)很難測量。在某些情況下,觸發(fā)式測頭的測尖大小或探針長度可能會使觸發(fā)測量變得完全不可能。在測量小的溝槽、小孔或孔口斜度時,采用觸發(fā)式測量技術(shù)可能并不合適,因為常規(guī)測頭偏斜一定位置后才能發(fā)訊采樣。
在機加工中,測頭的使用方式通常可分成兩種,種測頭是作為附件加裝在原有的機床上,也稱為主軸安裝測頭;第二種測頭則是完全設(shè)置在機床內(nèi),稱為集成式測頭。后者能夠折疊收回,因此不會妨礙工具系統(tǒng)工作,也不需要更換機構(gòu)。機床集成式測頭工作可靠,使用方便,還減少了如處理電纜線、抗電磁干擾和提供電源等諸多麻煩。
一臺傳統(tǒng)機床安裝集成測頭后,就成為了一臺能感知和反映其環(huán)境狀態(tài)的機床。在加工零件尺寸越來越小、種類越來越多的今天,具備這種功能的機床是很有價值的。
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