返回

零件测量方法的选择和注意事项

文章来源:

发布时间:2021-01-01

阅读:5334

        扫描的决定取决于应用程序。

        工业计量专业人士始终肩负寻找最佳方法来检查零件的任务。在研究坐标测量机(CMM)或评估现有设备的功能时,讨论自然会转向将补充CMM的附件。

        存在几种解决方案,每种解决方案都有其相关的优点和缺点。诀窍在于找到既不会过度杀伤又不会不足的正确选择。

        在测量中小型零件时,有四种主要的检查类型。第一个是触发式测头,在零件上采用离散点。第二种是模拟扫描探针,它沿着零件的表面运行,一次获取数千个单独的点。

        激光条纹扫描仪使用激光条纹来获取表面上成千上万个点。最后,彩色白光传感器(CWS)提供了高精度的非接触式检查。

零件测量方法的选择和注意事项

图1:用于汽车零件的塑料连接器需要紧密密封,以消除进水的可能性。

零件测量方法的选择和注意事项

图2:激光扫描的压铸铝外壳可能具有需要点探测或模拟扫描的功能。

        面对是否要扫描零件的决定时,计量专业人员固有地倾向于模拟扫描,因为它可以捕获大量的高精度3D坐标数据,并且可以轻松访问大多数区域。它也特别有用,因为很可能捕获了所有关键功能。

使用模拟扫描可提高结果的可重复性,同时降低测量不确定度。但是,实际上,扫描零件的决定更加细微,并且取决于应用程序。


        出错的原因有哪些?

        评估检查技术的第一步是查看整个制造过程,并考虑可能出问题的地方。例如,如果零件是塑料部件,那么在材料冷却和沉降时,是否有较厚的区域易于收缩?如果答案是肯定的,并且它是具有高公差的关键功能,则应对其进行扫描。如果该功能不是很关键并且公差很低,那么触摸探测可能就足够了。

        同样,在评估过程时,应考虑组件的使用。用于汽车零件的塑料连接器(例如图1中所示的连接器)需要紧密密封以消除进水的可能性。尽管连接器具有简单的功能,可以轻松地对其进行触碰探测,但连接器形成密封的边缘可能具有更严格的公差,需要进行模拟扫描。

        熟练的计量专业人员将从头至尾审查制造过程,以确定最佳方法。图2显示了射钉枪,该射钉枪在原始压铸组件上具有一些有趣的功能。

        此外,还有一些加工过程会影响是否扫描的决定。在此特定组件上,公司可以通过激光扫描压铸铝外壳来检查其轮廓。

        当检查其他特征时,尤其是位于零件表面下方的那些特征,模拟扫描甚至触摸探测就足够了。要检查的另一个功能是组件的配合表面。由于可能存在拟合问题,因此在此类表面上进行模拟扫描可能是更好的选择。


        公差有什么影响?

        如前所述,给定基准面所需的公差将影响确定理想的检查方法。尽管激光扫描自诞生以来已经走了很长一段路,但与其他方法相比,其准确性仍然相对较差。

        当公差小于±0.01英寸时,不应使用激光扫描,但对于具有由轮廓控制的许多表面的零件上的宽松公差是理想的。触摸探测可提供更高的精度,但与模拟扫描探头相比,其重复性较低。

        模拟扫描被认为是检测零件的最准确方法,并且可以保持高达±0.0005英寸的公差。彩色白光传感器(CWS)是一种高精度的非接触式检查方法,具有可测量至10纳米的能力。CWS用于功能太小而无法使用测头测量的功能,或用于需要非接触式测量的组件(例如柔性零件)。

        对于某些医疗组件,例如图3所示的股骨,扫描是理想的选择。这是因为需要对轮廓进行高精度检查。在某些情况下,如果无法触摸部件,则最好通过CWS进行非接触式扫描。CWS对于高反射,透明和无光泽的黑色表面也特别有用。

        在频谱的另一端,某些部分适合进行离散点探测。具有宽松公差的冲压零件最适合点探测,在这种情况下,形状不是问题,并且需要孔位置的轮廓。即使零件可能包含多个功能,扫描也不过分浪费金钱。

        某些零件可能具有带有多种公差的多个标注。在这种情况下,多传感器CMM将是理想的选择,因为可以在同一程序中用不同的传感器测量零件。在图4所示的自动变速箱的压铸顶板上,具有机加工的特征,其孔公差相对较松,但是在内部,具有高精度的特征。

        由于零件的功能多种多样,当从供应商处收到初始铸件时,可能会对其进行激光扫描。加工后,建议对端面进行模拟扫描,因为这样可能会在标注上产生严格的公差,因此可以与变速箱形成密封。也可以对钻孔进行扫描,或者根据孔的公差进行探测以节省时间。


        如何测量?

        在评估组件的正确检查方法时,应考虑所需的吞吐量。主要分为三类。单点通常由测头完成,一次只能进行一次测量,但是大约每秒要进行一点测量。

        模拟探测收集的数据类似于笔创建的单行数据。属于此类的传感器是模拟扫描探针和CWS。对于高数据收集,激光条纹传感器提供了更高的点密度,因为它与画笔相比更具可比性。

        快速而准确地收集数据是一项强大的功能,但是除非以一种易于理解的方式将其呈现给目标受众,否则不会有任何好处。如今,趋势是采用激光扫描,因为它速度快,相当准确,并且可以立即捕获所有需要的数据。但是,此功能对于收集检查关键功能所需的数据可能不是必需的。

        一旦收集了数据,就会出现数据管理的问题,或者该如何处理这些信息。目的是仅将物理零件与其CAD模型进行比较吗?如果是,主要关注的领域是什么?

        激光传感器可以收集数百万个数据点。如果该数据的计划是看零件的外观,那么该公司就没有意识到其验证零件关键特征的真实目的。在许多情况下,过多的点数据可能不利于利益,而不是好处–导致软件和计算流程陷入瘫痪或将不必要的注意力集中在非关键领域。

        在检查不同的探测选项时,最后要考虑的是可用预算。有一个原因是这个因素是最后考虑的因素,而不是起点。组织应首先研究适用于其的最佳技术。然后,应查看收益以及相关的成本节省,并计算预计的投资回报率。只有这样才能解决预算问题。

        公司始终在追求下一件大事,以帮助削减成本,提高产量或增加销售额。这导致一些人跟随行业趋势,并在每次引入新技术时就加入潮流。

        但是,仅仅因为竞争正在进行,并不一定意味着它对每家公司都是正确的。做事和做好事有区别。缩小最佳选择的工作量,但是通过适当的预见和调查,理想的解决方案很快就会出现。

        业界向扫描解决方案迈进的部分原因是由于提高了生产量,也归因于零件打印的创建方式。过去,零件的宽度和长度尺寸被引用。

        如今,产品生命周期不断缩小。要使用宽度和长度来迭代现有零件,太复杂且更改时间太长。当零件的整个形状由轮廓控制时,更改CAD模型所需的时间将大大减少。由配置文件控制的零件也适用于嵌入式GD&T配置文件控件。当特征的位置包含在零件的轮廓中时,扫描特别有用。

上一篇: 我国数控机床行业发展中的困境和前景分别是什么?

下一篇: 美国秘而不宣半个世纪的一项技术被中国攻克了!

返回
×
中吉密封
  • 客服在线,您是否愿意与在线客服进行交谈!
  • 点击这里给我发消息 点击这里给我发消息