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数控机床/铣床 |
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带有表面探触系统的测量技术 |
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newmaker 来源：MM现代制造 |
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在研发这种新型检测仪器之前，IBTL公司得到的任务是设计一种能够对部分加工和没有加工的铸件进行快速检测的方法，这种检测法要具有强度检测功能，检测仪器经久耐用。现行的探触式检测法在检测粗糙的铸件表面时很快就无法继续工作了，检测的重复精度大大下降，检测速度明显减慢，而且探头磨损加剧。
采用激光或摄像技术进行检测的系统，虽然能够完成一些铸件的检测任务，但是基于它们使用的传感器有一定的体积，因此主要用于铸件外表面的检测。在检测铸件的内表面时，例如检测汽缸盖的进、排气道，它的应用就受到了限制。因此，IBTL公司要完成这样的任务，就需要研发出一种新的万能型KMG坐标检测仪器，实现快速、无磨损的检测。
根据多年来IBTL公司在Cono Round坐标检测设备中成功使用（全息）激光传感器脉冲回波检测技术的经验。
IBTL公司确定了一种新的解决方案。在这次检测的机床中，首次为非图像传感器的使用配备了自动转换的探测系统。利用这一系统可以像使用类似光学检测时那样利用有不同角度的光学探头进行探测。
这种激光传感器的缺点在小于2μm的检测范围内其检测精度较差，相对来讲各个光学探头的尺寸较大。最小可以使用的光学探头的直径为27mm，从而大大限制了传感器的应用范围。
一种在医药技术和半导体技术领域中广泛使用的新型干涉法检测技术可以解决铸件高精度检测的难题，满足减小体积的要求。
图1 高检测速度，低探触压力，检测误差小于0.3μm这就是虚拟探触检测系统的优点
这种与市场传统干涉法检测技术有着一定差别的干涉式传感器能够使检测系统采用虚拟探触检测技术。传感器系统的主要特点是：测量误差小于0.3μm；在测量范围1~10mm内的光学自动对焦系统；不同频率的双通道系统（800nm和1300nm）；集成了空气轴承支撑的旋转轴和线性轴；光学粗糙度检测；不同形式的可换检测探针：探针直径从0.7~10mm，L型直角探针、单通道和双通道探针，长度尺寸为40~130mm的探针，以及主探触方向为0°、45°和90°的探针；检测频率至10kHz；提高探针重复定位精度的专用探针座，以及集成在探针座中的碰撞保护装置；探测力0.0N，为被检测工件提供了新的可能性。
图2 在标准坐标式检测机床的基础上配备了采用虚拟探触检测技术装置，保证了工业化的高精度检测
基于在X、Y、Z三个坐标方向很高的线性运动精度和一个旋转轴，使得这个检测系统成为了一个应用灵活的4坐标检测系统。它安装在一个钢制框架中，构成一台采用干涉法检测传感器的多功能坐标式检测机床。在4坐标系中，这台检测设备可以在各种不同的检测角度下进行工作，从而完成例如发动机燃烧室、排气道和进气道以及侧面的同时检测。
由于这个传感器系统独具的特色，结合可换光学探测系统，使得IBTL公司的Cono龙门多功能坐标式检测机床可以使用由Nemak公司研发的虚拟探触检测技术。
为了这种新的检测技术，IBTL公司还专门研发设计了自己的检测操作软件，基于Innovmetric公司Poly-Work的检测控制软件。极大地方便了利用3D模型编写检测控制程序。同时，这个软件系统也带有与SPS可编程序控制器系统、Q-Stat数据存储系统相互连接的数据接口。
其在与周围恶劣环境隔绝的恒温检测室中工作，以保持检测设备的计量和清洁维护周期的正常范围。从这个检测设备使用的一段时间来看，效果非常好。就像通常的铸件生产一样，在大批量的生产检测工作中该机床每周7天，每天24h连续工作，始终没有问题。每台检测设备每天可以检测上千个不同的汽缸盖。在对汽缸盖毛坯的检测中，要求公差在十分之几毫米内，而检测机床的钢制导轨精度为20μm+L/400。
其检测的项目包括：所有的外形尺寸，例如直径、轮廓、长度、间距、圆柱度和位置度。
新型干涉式传感器的使用也非常理想，IBTL公司计划把这种虚拟探触检测技术应用到标准的坐标式检测机床中。之所以会有这样的想法，是因为来自Wetzlar市的一家公司对KMG坐标式检测设备的要求。干涉式传感器将与KMG坐标检测设备连接起来。与其他的纯光学传感器相比（即与标准的Renishaw接口），干涉式传感器需要使用自己的集成系统，最多需要4根光纤。
在实际检测长度中，10mm内的检测误差为0.3μm，结合3D坐标检测设备，为检测技术提供了一个更加宽阔的应用前景。
由于在传感器头部集成了一个回转轴承，因此该设备具有很强的检测能力，可以在3~4s内完成孔的直径检测，检测误差仅为0.3μm。
为了准确完成各种不同的检测任务，该机床还有供用户选购的Huckepack套筒装置，利用这种套筒机构可以安装使用Renishaw系列探头。从而使这一干涉式坐标检测机床能够完成需要专用探头才能完成的检测任务。(end)
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| 文章内容仅供参考
(投稿)
(6/2/2010) |
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