技術(shù)中心2024-09-20
春回大地，我們雖然已感受到了天氣回暖的春意，但驚蟄時(shí)節(jié)乍暖還寒，平時(shí)還需關(guān)注氣溫變化，保持健康的身體。與我們身處的“善變”的溫度環(huán)境不同，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通常需要設(shè)置在一定的溫度環(huán)境。今天我們就聊一聊測(cè)量室的溫度設(shè)置。
CMM設(shè)置環(huán)境里的溫度
問(wèn)及到標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)量室溫度，如果只回答說(shuō)為”20℃±2℃”，是不全面的。溫度環(huán)境實(shí)際上不單只有溫度范圍這一個(gè)項(xiàng)目，還包括溫度變化量和溫度梯度變化量這兩個(gè)參數(shù)，如下圖：
01溫度范圍
首先，不探究三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是否追加了溫度補(bǔ)償裝置*，以及在不同溫度情況下使用測(cè)量設(shè)備產(chǎn)生的精度變化。單從20℃±2℃這個(gè)溫度范圍來(lái)說(shuō)，也會(huì)讓操作者產(chǎn)生一種是不是就在使用過(guò)程中測(cè)量室空調(diào)調(diào)整到這個(gè)溫度，那測(cè)量過(guò)程就是在標(biāo)準(zhǔn)環(huán)境下進(jìn)行的測(cè)量，得到的數(shù)據(jù)就是標(biāo)準(zhǔn)溫度下測(cè)量出來(lái)的數(shù)據(jù)這樣的想法。
從用戶的角度來(lái)說(shuō)，上述的解讀無(wú)疑是一種最簡(jiǎn)單就能控制實(shí)驗(yàn)室環(huán)境的方法。但是從實(shí)際操作上來(lái)說(shuō)，這種方法是不可取的。
02溫度變化量
溫度變化量分為每小時(shí)溫度變化量以及24小時(shí)內(nèi)的溫度變化量?jī)煞N參數(shù)。
這種溫度參數(shù)會(huì)影響在不同時(shí)間內(nèi)設(shè)備本體的溫度。這種參數(shù)不僅對(duì)設(shè)備本體的測(cè)量精度會(huì)有影響，當(dāng)在極端溫度變化的時(shí)候，甚至?xí)?duì)設(shè)備的使用造成影響，為了不產(chǎn)生溫度變化，最好的方法是使測(cè)量室恒溫。這里的恒溫，不單單是指工作的8小時(shí)，而應(yīng)該是24小時(shí)的恒溫。
這種溫度參數(shù)會(huì)影響在不同時(shí)間內(nèi)設(shè)備本體的溫度。這種參數(shù)不僅對(duì)設(shè)備本體的測(cè)量精度會(huì)有影響，當(dāng)在極端溫度變化的時(shí)候，甚至?xí)?duì)設(shè)備的使用造成影響，為了不產(chǎn)生溫度變化，最好的方法是使測(cè)量室恒溫。這里的恒溫，不單單是指工作的8小時(shí)，而應(yīng)該是24小時(shí)的恒溫。
03溫度梯度變化量
溫度的梯度變化量是另一個(gè)對(duì)于測(cè)量精度產(chǎn)生影響的參數(shù)，若是超過(guò)溫度的梯度變化量則會(huì)造成測(cè)量設(shè)備本體溫度分布不平均，會(huì)導(dǎo)致影響測(cè)量偏差隨測(cè)量長(zhǎng)度變化產(chǎn)生偏差。對(duì)應(yīng)這種溫度梯度變化量一般的解決方案是不讓空調(diào)直吹測(cè)量設(shè)備，因?yàn)榭照{(diào)風(fēng)對(duì)機(jī)器的吹風(fēng)角度不同，會(huì)導(dǎo)致設(shè)備各部位的溫度不一致，同時(shí)在設(shè)置設(shè)備時(shí)，設(shè)備頂端距離屋頂應(yīng)該留有100mm以上的通風(fēng)空間。
±2℃的溫度變化在測(cè)量過(guò)程中略顯苛刻，大多測(cè)量設(shè)備廠家會(huì)采用一些辦法進(jìn)行溫度補(bǔ)償。三豐三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)通過(guò)搭載的溫度補(bǔ)償系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)在“16℃~26℃”溫度條件下的精度保證。
*溫度補(bǔ)償系統(tǒng)
溫度補(bǔ)償系統(tǒng)是通過(guò)使用永久安裝在光柵尺上的溫度傳感器以及搭載在工件上的溫度傳感器，同時(shí)監(jiān)測(cè)光柵尺和工件的溫度，在輸出測(cè)量結(jié)果到控制器之前，通過(guò)計(jì)算工件材料膨脹系數(shù)以及CMM光柵尺的熱膨脹系數(shù)，將測(cè)量結(jié)果修正到在20oC 時(shí)的測(cè)量值。
這比起只對(duì)光柵尺進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)姆桨竵?lái)說(shuō)，采用同時(shí)對(duì)光柵尺和工件進(jìn)行溫度補(bǔ)償?shù)南到y(tǒng)，精度則更容易得到保證。
溫度補(bǔ)償系統(tǒng)示意圖
