多年來(lái)，隨著用于運(yùn)動(dòng)控制，光學(xué)，照明和攝像頭的組件技術(shù)的改進(jìn)，多傳感器系統(tǒng)已經(jīng)有了長(zhǎng)足的發(fā)展。
結(jié)合視覺(jué)，觸摸和激光傳感器的多傳感器坐標(biāo)測(cè)量機(jī)已用于制造質(zhì)量控制近20年了。許多人仍然回想起多傳感器系統(tǒng)的早期，當(dāng)時(shí)主傳感器運(yùn)行良好，但是有時(shí)甚至是事后才想到添加的附加傳感器，其功能有限且準(zhǔn)確性很差。
當(dāng)今的多傳感器系統(tǒng)已經(jīng)發(fā)展到現(xiàn)在所有傳感器都具有完整功能和準(zhǔn)確性的地步。通過(guò)更仔細(xì)地將傳感器與測(cè)量軸集成在一起，消除了早期設(shè)計(jì)中固有的限制。
計(jì)量軟件的改進(jìn)是實(shí)現(xiàn)全面的多傳感器功能的最大推動(dòng)力。測(cè)量軟件已經(jīng)發(fā)展為可以使每個(gè)傳感器真正集成在一起并始終保持一致的不確定性進(jìn)行測(cè)量的方式。
一路走來(lái)，多傳感器測(cè)量系統(tǒng)的經(jīng)濟(jì)利益變得顯而易見(jiàn)：減少了資金和校準(zhǔn)費(fèi)用，縮短了學(xué)習(xí)周期，增加了靈活性和便利性，最重要的是–降低了測(cè)量中的總體不確定性。
為了強(qiáng)調(diào)當(dāng)今多傳感器測(cè)量系統(tǒng)的全部功能，讓我們看一下三種零件，以及如何通過(guò)使用多傳感器測(cè)量來(lái)改進(jìn)其制造工藝。
在圖1中，我們看到用卡尺測(cè)量了股骨植入物。并不是說(shuō)簡(jiǎn)單的整形外科植入物就是當(dāng)今正在加工的最復(fù)雜形狀的設(shè)備之一–根本沒(méi)有辦法用單個(gè)傳感器系統(tǒng)來(lái)測(cè)量這些部件的關(guān)鍵尺寸和形狀。
首先，膝蓋植入物的高度拋光表面非常敏感。即使是工具或量規(guī)的偶然接觸也可能損壞表面光潔度，從而導(dǎo)致摩擦，從而可能導(dǎo)致不合適的裝配，并最終使接受植入物的患者感到痛苦。為了測(cè)量這些零件，需要使用各種非接觸式或微創(chuàng)工具-視覺(jué)光學(xué)，激光或極輕的接觸探測(cè)力。
更重要的是，股骨植入物由一系列由輪廓公差控制的曲線組成，每條曲線同時(shí)受到一個(gè)或多個(gè)基準(zhǔn)特征的材料條件的約束。這些幾何尺寸標(biāo)注和公差（GD＆T）約定使設(shè)計(jì)人員能夠精確地指定零件的形式，但使零件驗(yàn)證成為一項(xiàng)挑戰(zhàn)。為了正確地測(cè)量該零件，必須收集測(cè)量點(diǎn)，然后將其完整地安裝到CAD模型中，以確保正確評(píng)估所有材料條件。來(lái)自觸覺(jué)，掃描，激光和光學(xué)傳感器的數(shù)據(jù)需要與CAD模型集成在一起，并且需要功能強(qiáng)大的軟件來(lái)進(jìn)行GD＆T評(píng)估。
進(jìn)入現(xiàn)代的多傳感器系統(tǒng)。具有遠(yuǎn)心光學(xué)系統(tǒng)，透鏡直通激光器和微掃描探針的系統(tǒng)可以在不損壞零件的情況下測(cè)量外部尺寸，輪廓和曲線，并將數(shù)據(jù)直接與CAD模型進(jìn)行比較。
盡管進(jìn)行了仔細(xì)的加工，拋光和測(cè)量，該零件的制造商仍面臨較高的返工率和報(bào)廢率。使問(wèn)題更加復(fù)雜的是不同測(cè)量技術(shù)之間關(guān)于尺寸一致性的爭(zhēng)論。
多傳感器測(cè)量通過(guò)準(zhǔn)確測(cè)量關(guān)鍵特征而不損壞零件，解決了第一個(gè)問(wèn)題。真正的多傳感器軟件使數(shù)據(jù)能夠適合CAD模型并正確應(yīng)用GD＆T標(biāo)準(zhǔn)。
這種組合使制造商能夠消除有關(guān)不同量規(guī)之間測(cè)量精度的爭(zhēng)議，并最終減少了根據(jù)客戶(hù)規(guī)格生產(chǎn)零件所需的精加工步驟。所有這些都大大降低了報(bào)廢和返工成本。
我們的下一個(gè)示例是一個(gè)大型鑄件，在其四個(gè)側(cè)面各有一個(gè)加工表面，安裝孔和軸承槽。該零件具有50多個(gè)離散尺寸，必須對(duì)其進(jìn)行控制以確保其所屬的組件內(nèi)的裝配和功能。這些尺寸中的許多尺寸都與零件相對(duì)或相鄰側(cè)面上的基準(zhǔn)有關(guān)。理想情況下，零件將以一種設(shè)置進(jìn)行測(cè)量，而不必重新放置零件即可測(cè)量其所有表面。
雖然接觸和公差問(wèn)題使觸覺(jué)掃描星型探頭成為軸承軌跡的理想傳感器，但其他功能（例如，相鄰面的小盲孔）最好使用視覺(jué)進(jìn)行測(cè)量，而配合面的表面平整度測(cè)量則應(yīng)使用視覺(jué)。最好用激光制作。這張照片中的定制翻轉(zhuǎn)夾具會(huì)自動(dòng)將零件索引，以將每一面呈現(xiàn)給傳感器陣列進(jìn)行測(cè)量。該鑄件是復(fù)雜裝配中的一個(gè)組件，該組件依賴(lài)于機(jī)加工精度來(lái)保證整個(gè)機(jī)構(gòu)的可靠性。因此，測(cè)量對(duì)于最終產(chǎn)品的整體質(zhì)量至關(guān)重要。
對(duì)于這部分的制造商來(lái)說(shuō)，多傳感器測(cè)量提供了許多好處。最重要的是節(jié)省了時(shí)間，因?yàn)樗軌虼_認(rèn)一個(gè)系統(tǒng)上的所有尺寸，而不必在多個(gè)不同的系統(tǒng)上進(jìn)行編程，分級(jí)和測(cè)量，然后合并和比較數(shù)據(jù)以確定零件是否符合規(guī)格。另一個(gè)重要的好處是，無(wú)論使用哪種傳感器，多傳感器系統(tǒng)都提供相同的不確定性。
在第三個(gè)示例中，我們看到了另一個(gè)復(fù)雜的機(jī)加工鑄件–在這種情況下，是液壓傳動(dòng)箱。這一部分提出了在單一設(shè)置中進(jìn)行測(cè)量的挑戰(zhàn)。不僅沿外部閥桿和頂部凸緣有尺寸，而且在密封表面和花鍵上的尺寸在零件內(nèi)部超過(guò)六英寸。為了以一種方向訪問(wèn)所有這些特征，需要長(zhǎng)距離工作的光學(xué)元件和LWD激光才能到達(dá)底部的特征，還需要具有掃描探針功能以測(cè)量閥桿和內(nèi)部輪廓的內(nèi)部尺寸。
再一次，掃描探針，激光和視頻測(cè)量的組合使測(cè)量此復(fù)雜零件的工作變得快速。激光從頂部法蘭的配合表面迅速收集大量數(shù)據(jù)。密封表面的平整度至關(guān)重要。掃描探針可測(cè)量多個(gè)位置的內(nèi)部輪廓以及流入和流出莖的內(nèi)徑，以計(jì)算內(nèi)部體積和流速特性。長(zhǎng)工作距離激光也到達(dá)花鍵內(nèi)側(cè)的凸臺(tái)以進(jìn)行平面度測(cè)量，長(zhǎng)工作距離光學(xué)元件可快速測(cè)量球花鍵中的齒輪齒和滾珠軸承位置。
這三個(gè)示例分別說(shuō)明了高質(zhì)量多傳感器測(cè)量中固有的值：
在所有情況下，都可以在一個(gè)測(cè)量系統(tǒng)上測(cè)量整個(gè)零件–節(jié)省了購(gòu)買(mǎi)和維護(hù)多個(gè)測(cè)量系統(tǒng)的成本，并消除了不同測(cè)量技術(shù)之間不確定性的差異。
可用的傳感器范圍使關(guān)鍵尺寸可以使用該功能的最佳傳感器類(lèi)型進(jìn)行測(cè)量，而不會(huì)影響效率或準(zhǔn)確性?？刹渴鹎夜ぷ骶嚯x長(zhǎng)的傳感器有助于消除傳感器之間的干擾，并最大程度地減少占用寶貴測(cè)量范圍的偏移量。
注：此文摘自互聯(lián)網(wǎng)
