輪廓測(cè)量機(jī)是追蹤物體輪廓形狀并準(zhǔn)確記錄、分析和測(cè)量該形狀的設(shè)備。

在輪廓測(cè)量機(jī)中，使用稱(chēng)為觸針的探針直接追蹤被測(cè)量物體的表面并精確跟蹤運(yùn)動(dòng)的機(jī)器稱(chēng)為接觸式機(jī)器。另一方面，通過(guò)使用激光或類(lèi)似裝置捕獲表面反射光來(lái)追蹤表面的方法稱(chēng)為非接觸方法。

雖然非接觸式輪廓測(cè)量機(jī)相對(duì)容易使用，但缺點(diǎn)是反射光的狀態(tài)可能會(huì)根據(jù)物體表面的材料和特性而發(fā)生很大變化。因此，不受條件影響的接觸式裝置被廣泛使用。

輪廓測(cè)量機(jī)的應(yīng)用

輪廓形狀測(cè)量機(jī)主要用于金屬加工產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)、生產(chǎn)和質(zhì)量控制。此外，一系列的測(cè)量操作可以被編程并用于生產(chǎn)線上的自動(dòng)測(cè)量。

請(qǐng)注意，觸針式輪廓測(cè)量機(jī)可能會(huì)劃傷表面，因此如果產(chǎn)品的外觀質(zhì)量很重要，則經(jīng)常會(huì)檢查樣品。輪廓形狀測(cè)量機(jī)可以精確測(cè)量細(xì)間距的形狀和尺寸，因此有時(shí)用于逆向工程。

輪廓形狀測(cè)量機(jī)原理

在這里，我們將解釋廣泛使用的接觸式邊緣輪廓測(cè)量機(jī)的原理。接觸式輪廓測(cè)量機(jī)由水平移動(dòng)的檢測(cè)器和大弧度垂直移動(dòng)的測(cè)針組成。

通過(guò)使用數(shù)字標(biāo)尺不斷繪制觸筆的坐標(biāo)、使用觸筆水平移動(dòng)的 X 坐標(biāo)和觸筆垂直位置的 Y 坐標(biāo)，可以跟蹤輪廓形狀。請(qǐng)注意，連接手寫(xiě)筆的臂以圓弧方式上下移動(dòng)。

換句話說(shuō)，觸控筆也跟隨物體的形狀進(jìn)行圓周運(yùn)動(dòng)。因此，為了準(zhǔn)確地繪制XY坐標(biāo)，需要修正由于圓周運(yùn)動(dòng)而產(chǎn)生的X方向的誤差。另外，如果用于測(cè)量觸筆垂直運(yùn)動(dòng)的數(shù)字尺只能測(cè)量線性運(yùn)動(dòng)，則需要一種機(jī)構(gòu)將弧形運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換為線性運(yùn)動(dòng)。

準(zhǔn)確定位對(duì)于檢測(cè)器來(lái)說(shuō)非常重要，因此采用滾珠絲杠和步進(jìn)電機(jī)進(jìn)行操作。為了最大限度地減少熱膨脹對(duì)高精度機(jī)器的影響，電源和控制板等電氣元件通常安裝在單獨(dú)的外部盒子中。

1.輪廓形狀測(cè)量機(jī)的跟隨角

輪廓測(cè)量機(jī)的有一根稱(chēng)為觸針的針。使用針的垂直移動(dòng)和 X 軸上的移動(dòng)量來(lái)描繪輪廓，但由于觸筆垂直連接到手臂，因此無(wú)法以直角進(jìn)行測(cè)量。

輪廓測(cè)量機(jī)能夠測(cè)量的角度稱(chēng)為跟蹤角，既指向上方向，也指向下方向。跟蹤角度取決于手寫(xiě)筆的形狀，向上和向下都有限制。

如果觸筆具有圓錐形或?qū)ΨQ(chēng)形狀，則向上和向下跟蹤角度將相等。但如果手寫(xiě)筆的形狀不對(duì)稱(chēng)，則向上和向下的跟蹤角度會(huì)發(fā)生變化，因此必須小心。跟蹤角度也會(huì)根據(jù)測(cè)量速度和測(cè)量力而變化，測(cè)量速度越快，跟蹤陡坡就越困難。

2、輪廓測(cè)量機(jī)的日常檢查

接觸式仿形機(jī)會(huì)因觸針與被測(cè)表面接觸而磨損。即使磨損很小，也會(huì)因重復(fù)使用而受到滯后等老化的影響。

因此，需要定期檢查，但由于涉及工時(shí)和成本，頻繁的大規(guī)模維護(hù)并不現(xiàn)實(shí)。因此，與重要功能和性能相關(guān)的要點(diǎn)將作為日常檢查的一部分進(jìn)行簡(jiǎn)單糾正。

在輪廓測(cè)量機(jī)的日常檢查中，我們主要檢查并糾正以下三點(diǎn)。

• 測(cè)量值的準(zhǔn)確性使用
  塊規(guī)等校準(zhǔn)參考裝置進(jìn)行測(cè)量，并修正校準(zhǔn)值與實(shí)際測(cè)量值之間的差異。

• 測(cè)針的磨損量
  測(cè)量標(biāo)記臺(tái)階等時(shí)，會(huì)根據(jù)測(cè)針的磨損量而下沉，導(dǎo)致實(shí)際形狀與測(cè)量形狀之間略有差異。根據(jù)該偏差，計(jì)算并校正磨損量。

• 向上和向下測(cè)量的等效性測(cè)量高精度等級(jí)的
  針規(guī)和鋼球等對(duì)稱(chēng)形狀，并校正測(cè)量形狀的左右扭曲，使它們相等。

在大多數(shù)情況下，軟件會(huì)根據(jù)測(cè)量值自動(dòng)計(jì)算每次校正，因此在使用系統(tǒng)時(shí)記住執(zhí)行日常檢查非常重要。此外，為了獲得并維持IATF16949和ISO9001等汽車(chē)行業(yè)和質(zhì)量管理標(biāo)準(zhǔn)，需要定期進(jìn)行可追溯的校準(zhǔn)工作。