全球四大測量公司談車間測量儀器發(fā)展趨勢

　　�？怂箍禍y量集團(tuán)(Hexagon Metrology)旗下Romer公司的產(chǎn)品經(jīng)理Dave Armstrong認(rèn)為，“目前一個確定的趨勢是測量更加靠近生產(chǎn)現(xiàn)場�！逼渥C據(jù)是便攜式關(guān)節(jié)臂型坐標(biāo)測量機(jī)(PCMM)的流行——該公司在生產(chǎn)現(xiàn)場安裝使用的此類儀器已達(dá)數(shù)千臺。Armstrong將其流行部分歸結(jié)于該產(chǎn)品測量精度的提高。例如，Romer公司最近推出的8′(2.4m)規(guī)格的Infinite系列便攜式關(guān)節(jié)臂測量機(jī)精度已達(dá)到24.5?m。用戶可以使用PCMM完成從產(chǎn)品和工藝的統(tǒng)計檢驗到(有時會實施的)100%全數(shù)檢測。用戶可以利用�？怂箍禍y量集團(tuán)的PC-DMIS軟件從工件的CAD模型創(chuàng)建出測量程序。這種測量程序可用于檢測后續(xù)工件，指導(dǎo)用戶完成每一道檢測步驟。

　　Armstrong指出，盡管PCMM有可能會取代手動量具，但根據(jù)他的看法，PCMM并不一定會取代固定式坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)。他表示，“一般來說，便攜式關(guān)節(jié)臂測量機(jī)只是CMM的一種補充，而不會取代它。每一種測量系統(tǒng)都有其各自的用途。CMM非常適合批量生產(chǎn)，如果你有同一批生產(chǎn)出來的大量產(chǎn)品需要檢測，最好是編寫一個測量程序用CMM檢測。如果你需要檢測單件或小批量產(chǎn)品，或者用CMM測量耗時太長，那么采用關(guān)節(jié)臂測量機(jī)是一個很好的選擇。”例如，2008年，海克斯康測量集團(tuán)的Sheffield業(yè)務(wù)部開發(fā)了用于車間測量的Discovery III坐標(biāo)測量機(jī)。該機(jī)可以使用視頻傳感系統(tǒng)、激光傳感系統(tǒng)或接觸式測頭，在三種不同的測量空間范圍內(nèi)(最大為762mm×1016mm×609mm)，其接觸式測頭的測量精度可達(dá)到3.9?m。

　　法如(Faro)公司產(chǎn)品經(jīng)理Rob Sanville表示，“已經(jīng)大量采用便攜式關(guān)節(jié)臂測量機(jī)(如FaroArm)的重要行業(yè)包括航空、汽車和醫(yī)療器械制造業(yè)。一般而言，任何切削加工行業(yè)都可以使用它�！庇脩舭l(fā)現(xiàn)，PCMM能夠用于在機(jī)測量和加工中測量，這就意味著如果工件存在誤差，通�？梢圆槐貙⑵鋸臋C(jī)床夾具上卸下，而立即對其進(jìn)行修正。法如公司還可以提供各種型號的關(guān)節(jié)臂測量機(jī)，從規(guī)格為12′(3.7m)的FaroArm Quantum測量機(jī)(空間測量精度可達(dá)60?m)，到在直徑1200mm測量空間范圍內(nèi)測量精度可達(dá)5?m的PowerGage測量機(jī)。PowerGage能夠利用英國Delcam公司開發(fā)的PowerInspect軟件從工件的CAD模型創(chuàng)建測量程序。

　　FARO Gage是PCMM的一個有趣的變化品種，它是一種1200mm的測量臂，其測量精度也達(dá)到了5?m，但不包括使用離線編程軟件(如PowerInspect)的接口。Sanville介紹說，“FARO Gage是為車間設(shè)計的，可在工件加工現(xiàn)場使用。它并不一定會取代手動量具，但確實能提供更好的測量一致性。更重要的是，它可以提供打印的測量數(shù)據(jù)報告�！盧omer公司2008年推出的MultiGage便攜式關(guān)節(jié)臂測量機(jī)是一種與此類似的測量裝置，其1200mm長的測量臂也能達(dá)到5?m的測量精度，該測量機(jī)是作為手持量具的一種具有柔性的替代手段而開發(fā)的。憑借其PC-DMIS版本的測量軟件，MultiGage可以實現(xiàn)常見的三維測量(如尺寸、特征和結(jié)構(gòu))，甚至可以模仿高度規(guī)檢測工件高度。

　　PCMM的另一類變化品種稱為光學(xué)三坐標(biāo)測量機(jī)，它使用一個固定的攝像系統(tǒng)來跟蹤在便攜式測量裝置上的測量目標(biāo)。其中一個例子是Metris公司開發(fā)的K系列光學(xué)三坐標(biāo)測量機(jī)。它利用安裝在手持測量裝置(稱為SpaceProbes)上的發(fā)光二極管(LED)，通過一臺使用三線陣CCD攝像機(jī)的測量裝置進(jìn)行遠(yuǎn)距離三角法測量。如Metris K610測量機(jī)采用三角法測量測頭上LED的位置時，其空間精度可達(dá)60?m。作為一種柔性好、易于使用的檢測系統(tǒng)，該測量機(jī)能夠測量很大的空間(如整輛轎車)，而不需要像便攜式關(guān)節(jié)臂CMM那樣進(jìn)行原點“轉(zhuǎn)接”。這種K系列測量機(jī)的另一個特點是具有動態(tài)基準(zhǔn)點，從而使測量非靜止的動態(tài)工件成為可能。

　　便攜式關(guān)節(jié)臂CMM用于生產(chǎn)環(huán)境可能存在一些局限性。Perceptron公司工業(yè)業(yè)務(wù)部門高級副總裁Mark Hoefing解釋說，“在以相對較大的批量生產(chǎn)價值昂貴的復(fù)雜工件時，你將需要一種自動化的測量解決方案�！睂τ趯⒃诰�測量技術(shù)集成到制造工藝中，Perceptron公司已有28年的經(jīng)驗，最早始于汽車車身的裝配。為了滿足車間檢測需求，該公司的產(chǎn)品在測量柔性、易用性以及準(zhǔn)確性上均有很大提高。與多年來作為在線測量標(biāo)準(zhǔn)選擇的、傳統(tǒng)的固定式在線檢測裝置相比，該公司的AutoGauge機(jī)器人測量系統(tǒng)具有更好的測量柔性。在頻繁更換產(chǎn)品、需要對生產(chǎn)工藝進(jìn)行驗證時，自動化測量系統(tǒng)(如AutoGauge)只需修改測量程序，即可開始測量新的工件。

　　為了實現(xiàn)更好的測量柔性，該公司還提供機(jī)器人式、固定傳感器式以及混合式等多種型式的AutoGauge產(chǎn)品。固定傳感器式測量系統(tǒng)最適合生產(chǎn)率高、品種模式單一的產(chǎn)品檢測。而機(jī)器人式測量系統(tǒng)則最適合品種模式多樣化的生產(chǎn)線。不過，選用測量系統(tǒng)時需要進(jìn)行綜合權(quán)衡。Hoefing在對機(jī)器人測量系統(tǒng)與傳統(tǒng)的固定傳感器解決方案進(jìn)行比較時指出，“機(jī)器人可以提供更大的測量柔性，但每次測量的時間要增加2-3秒，原因在于其測量是順序進(jìn)行而非同時進(jìn)行的。”無論采用何種結(jié)構(gòu)型式，該系統(tǒng)均可達(dá)到約200?m的空間測量精度(6σ)。機(jī)器人測量系統(tǒng)在初始安裝時需要進(jìn)行校準(zhǔn)，其內(nèi)置功能可對溫度變化(通常發(fā)生在測量循環(huán)的更換工件材料階段)進(jìn)行自動補償。