俗话说:工欲善其事,必先利其器,因此想要保证零件的测量结果准确可靠,我们必须首先保证测量设备的精度准确可靠。关节臂测量机作为便携式测量设备的一种,同样不可避免的也会遇到对设备精度检查的问题。可是,由于关节臂测量机大批量引进国内使用时间还不算很长,进口便携三坐标,因此很多人对其精度检查的方法存在一定的认识偏差,从而造成了对设备精度问题辨别不准的情况。那么接下来,本文就将对其中的一些常见问题进行汇总解答,希望能够解决一些大家对此存在疑问。
1. 关节臂测量机精度检查的标准有哪些?
关节臂测量机常见的出厂标准,通常有两个:一个是参考美国国家标准与技术研究院(NIST)制定的B89.4.22标准,另一个则是国际标准化组织(ISO)制定的10360-2标准。其中B89标准通常采用球棒等量具来检查设备精度,便携三坐标维修,而10360-2则较多的采用量块或步距规来进行精度检查。具体该用哪个标准来检查设备,应参考该设备的出厂参数来定。
2.常见的检查设备精度的量具有哪些?
如果需要参考设备的出厂参数进行精度对比,应参考其所采用的出厂标准,选择合适的量具如量块、球棒或者标准尺,按照标准要求的方法进行设备检定。如果只是想知道当前设备精度情况,那么量块、步距规、球棒、标准尺、环规、标准球等有标准值参考值的量具均可使用,但不可采用直接测量卡尺、千分尺等其他量具的方法来进行精度检查
3.关节臂测量机进行精度检查时的注意事项?
只有当设备的检查环境满足20±2℃的温度要求时(同时需注意温度梯度变化等要求),便携三坐标校准,方可以同标准量具的理论数值进行对比,因为需考虑量具的热胀冷缩温度变化问题;否则,只能参考其精度的重复性数值。
当设备进行精度检查时,设备和量具均应放置在稳定可靠的检验平台上,量具需要妥善的固定好,保证稳定可靠,不能移动。
设备进行精度检查时,还应该采用合适的测头进行测量,必要时需对测头进行标定。测量时应注意测量手法,接触量具力度要小,测头的接触面积应尽量大,同时应进行多次测量,并保证测量结果的评价方法选择合理可靠。
4.ROMER 关节臂测量机的精度指标有哪些?
ROMER关节臂测量机的精度指标通常有两项:空间长度精度和点测重复性。其中,空间长度精度检测时,需要将标准尺放在不同位置上,从不同方向进行多次测量,结果为实际测量长度与标定理论长度之间的上线偏差;点测重复性则是需要将标准尺放置于机器前方,关节臂从多个方向测量同一点,计算出每个测量点到平均测量中心的偏差值(X/Y/Z各方向结果),结果为上线偏差/2。
5.什么时候需要检查关节臂精度?
(1)当设备进行了长途运输或者不小心产生了碰撞之后,需要对设备精度进行检查;(2)如果检测零件精度较高,建议设定定期检查季度,可以按照自身需要,每周或者每个月来进行检查;(3)当测量零件结果较差,又无法判断产生原因时,需检查精度查看机器精度有无问题;(4)设备进行年检时需对设备精度进行检查。
6.使用标准尺进行关节臂精度检查时需注意哪些问题?
(1)ROMER关节臂测量机进行精度检查时,应使用WIN自带的精度检查程序进行检定;
(2)需使用15mm测头对标准尺进行检定;
(3)关节臂检测时,需要将机器和标准尺放置于稳固的检验平台上,大渡口便携三坐标,标准尺的固定需要非常牢靠,可以使用大强度的磁铁或者用硅胶枪进行标准尺固定,但是需要注意使用硅胶枪固定标准尺时,其底面跟检测平台需要完全接触,不要留有缝隙;
(4)如果要跟理论值进行对比,标准尺和机器建议恒温后再进行检测;
(5)测量标准尺时,因为有检测软件的测头半径补偿设置的原因,所以测头必须垂直于锥孔进行测量。
7.使用量块进行关节臂精度检查时需要注意哪些问题?
(1)关节臂进行精度检查时,需要将机器和量块固定在平台之上,建议使用大强度的磁铁对量块进行固定;
(2)关节臂和量块需要恒温后在进行检测;
(3)测量量块时可以用15mm测头也可以使用红宝石测头,但是红宝石测头需要标定好再使用;
(4)量块测量时,建议测量平面特征,测点需均匀分布在量块端面的四个角上,测量时测头需要垂直于量块端面,然后计算两个平面(端面)间的三维距离;
(5)尽量不要使用量块支架进行测量,因为量块支架是为固定式三坐标测量机设计的,使用关节臂进行测量时如果手上的力量较大,容易影响精度。
8.关节臂测量结果不好该怎么办?
(1)首先需要确认设备和量具的固定是否稳定牢靠;
(2)确认所用测头是否合适,如检测标准尺时,需要使用15mm测头,如果有必要,可以重新校准测头;
(3)确认测量方法是否准确,如量块测量时需要测量平面求距离,而不能测量单点求距离;
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车间内的测量挑战
汽车生产流程是一个主动装配点,要将众多不同形状和尺寸的组件组装在一起得到成品。对于比亚迪汽车而言,一些主要零部件是由公司自主生产的,其他零部件则是外包生产。由于装配过程中每个步骤所需的计量技术存在巨大差异,因此出于质量控制和装配目的而进行的测量校验可谓一大挑战。仅在焊接线上,就必须对数米长的车身焊装夹具以及直径数毫米的定位销进行测量。
周先生表示:“我们所需测量物件的尺寸和特性都截然不同。通常需要使用卡钳、针规和高度尺/几何尺等一系列传统测量工具才能满足车间内的各种检测需求。而在测量过程中由一种工具切换到另一种工具会浪费大量时间,且仍无法提供我们所需的精密度和准确度。”
事实上,真正准确的测量不太可能仅依赖传统工具。对于大型汽车零部件尤为如此,原因是大部分传统工具都无法对其进行适当的测量。即使进行重复尝试,但仍会不可避免地出现以毫米计(而非微米)的不可接受的测量误差。
提升精密度的备选方案
为解决测量精密度的问题,比亚迪将固定式三坐标测量机(CMM)视为一个备选方案。固定式三坐标测量机系统能够实现较高的测量精密度和可重复性,但其便携性和灵活性有限。通常每一套都需要巨额投资,尤其是需要较大的专属测量室,其中必须具有受控环境来容纳和操作这些类型的坐标测量机。
同时,由于不得不将零部件在生产线和用于检测的测量室之间来回搬动,这也使得生产流程的劳动密集程度进一步提高。相较于传统测量工具,尽管固定式三坐标测量机能够为比亚迪带来更大程度的测量精密度,但其高昂的安装、维护费用以及操作的不便利性使得这一可行性解决方案吸引力不高。
比亚迪希望获得固定式三坐标测量机的精密度和准确度,但又不愿受其体积限制。周先生继续说道:“我们需要的是一个可以在任何地方进行配置的系统,它必须易于操作,更重要的是能够提供测量结果的一致性,使我们一如既往地保持产品的卓越品质。”
理想的解决方案是一个便携式、关节臂式的三坐标测量机,即一个能够人工操作的测量臂,从而为用户带来精密度、准确度和便利性。位于测量臂末端的球形测量头能够在一个物体上的各个位置定向,以收集需要在电脑 CAD/CAM 软件中进行处理的单独 3D 数据点。便携式三坐标测量机可配置在汽车装配线上,而无需将零部件搬运至设备所在的地方。这样就能够同时节省大量的时间、劳力和成本。
“在对诸如资本投资、产量、测量精密度和便利性等主要因素进行仔细分析后,我们决定使用便携式三坐标测量机和精选的FARO Technologies计量技术解决方案来满足我们的质量检测需求,”周先生表示,“事实证明这是比亚迪的一个正确选择,在FARO的帮助下,我们真正享受到任何其他类型的系统都无法比拟的测量便利性。”
更强的信心更高的产能
目前,比亚迪汽车拥有大约20台FARO铂金测量臂。比亚迪位于深圳、西安、长沙和惠州的汽车生产基地都配备了FARO便携式三坐标测量臂,以协助进行优质测量校验。所有收集到的数据都将通过FARO的CAM2软件(又称Geomagic软件)进行处理。
随着车间内配备FARO测量臂,比亚迪能够使用一种工具来测量各种尺寸和型号的所有汽车零部件。周先生补充说:“凭借该测量臂的灵活性,我们不仅能够测量和控制小型汽车组件的质量,也能掌控具有非凡精密度的大型零部件的质量。FARO设备的坚固耐用还可以承受我们严苛的车间条件;并且即使在非受控环境下也可实现可靠性。”
对于比亚迪而言,FARO测量臂具备了该公司寻求的一切优点。周先生指出:“我们确实偏爱该六轴旋转所带来的灵活自如的特性。其无限旋转使我们能够进行测量,即使在难以触及的位置或不便的角度。电源组软件还易于掌握,帮我们节省了大量宝贵的时间。此外,FARO强大的售后团队使我们无需担心任何可能发生的停机事件。
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