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多探头测量系统的发展分析

行业聚焦点中国仪表网2009年09月16日 11:42人气:4297

随着微处理器等功能的应用,过去相对较大的多探头测量设备,现在变成了小型的台式多探头测量系统。多探头测量系统是由过去用于影像检验的台式测量系统装备触发式探头和激光探头形成的。

  带有触发式探头或激光探头的光学式测量系统具有很多优点。它将2种或3种测量系统与一个多功能传感器系统组合使用,有效地降低了设备成本。Nikon公司(Nikon Instruments Inc.)的NEXIV可视系统就是将光学测量仪和通透镜式激光仪(TTL)组合在一起使用的,这种可视技术与TTL的组合真正实现了测量精度、生产速度、测量复杂轮廓能力的最佳化。

  Nikon公司的组合产品包括NEXIV VMR3020型台式多探头测量系统和6555型桥式设计模式测量仪。台式系统可以用来测量小型工件,如电子元件和小型机加工零件,6555型桥式设计模式测量仪用于大型和重型工件的测量。多探头测量系统有两种基本平台,一个是以标准的CMM(坐标测量仪)为基础的平台,另一个是以标准光学或可视系统为基础的平台。应用CMM测量时,被测工件固定不动,只需移动探头。这样,在测量发动机组时,移动探头可完成全部测量工作。同时,CMM上的探测仪非常轻便,保证了探头的灵敏性。在一个可视系统或光学系统里,工件要沿着X轴方向和Y轴方向移动,而光学装置则能沿着Z轴方向上下移动,从而测量到高度。因此,这两种工作平台的设计是完全不同的。

  使用以光学为基础的平台,只能够测量质量相对较轻的工件,与许多以可视系统为基础的只能测量轻质工件的平台不同的是,标准的CMM型工作平台能测量重型工件,因为它的制造成本较高,结构坚固,在工作台上移动较重的工件时,工作台也不会下沉。但是,如果在工作台上移动发动机组,则工作台的部分区域就有可能发生弯曲变形。

  人们将摄像头安装在CMM上进行实验大约已有20年的历史了。据说,第一台这种光学式探头测量仪的设计是随着一种多感应系统的开始研究而出现的,应用这种技术的第一台测量仪是德国的Wegu公司根据马尔(Mahr)的要求,在1999年制造生产出来的。

  随着Wegu公司专利技术的应用和Mahr公司测量系统的发展,一个测量仪组合了具有可视能力的光学式探头(CCD摄像头)、激光探头和触发式探头。Mahr公司最近推出了一种新型台式系统Marvision Multiscope MS 222 3DCMM,就是一个典型的多探头测量系统,它包括一个自动探测触发器、一个自动探测转换器、可调电机、影像快速聚焦系统和一个自动识别系统,测量范围为250mm×200 mm×200mm,最大承载可达到10kg,分辨率为0.5mm.

  与大型系统相比,台式多探头测量系统也存在它的局限性,比如说测量精度不够高。原因是多方面的,部分是因为它们使用对环境有一定要求的低档系统。由于没有一个稳定的平台底座,使用时也不是在可控温的实验室里,因此会导致测量精度不高。但是由于价格低,使得它们能够广泛地服务于大众。这种小型台式系统在整个销售中占到了40%.作为一种技术成熟的多探头测量系统,与其他测量系统不同的只是测量工件的范围。

  随着微机处理器功能的提高,使得多探头测量系统能在较小的体积内容纳更多的功能,从而出现了高档的台式系统。台式系统的真正出现仅在8、9年前,曾经只有大型昂贵的地面式测量仪才具有的功能,现在,小型台式测量仪也全部拥有了。

  随着PC板尺寸变小,整个CNC控制器也变小。现在的CNC数控台式测量仪已经全部自动化了,而且设备单元齐全。整个台式测量仪包含了驱动系统、伺服系统和控制系统,取代了过去立在它们旁边的控制器。

  在Mitutoyo公司的产品中,其高档产品数控式(CNC)Quick Vision系列多探头测量仪,与以前的产品相比,其精度更高、速度更快(约为以前的3倍)。该公司的UMAP(超声波微观精确探测)多探头系统是使用可视技术和超声波探头来探测燃油喷嘴上的微小孔以及其他小型工件的。

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