关节臂三坐标测量机技术对比:接触式与非接触式测量如何选择?
众所周知,在工业质量控制领域,三维测量技术融合了多种解决方案。而细分领域下,便携式三坐标——关节臂三坐标测量系统亦有两种检验方式可选,接触式和非接触式测量。虽然两者都能为质量检测提供准确的结果,但在不同的需求下,它们的应用场景可谓是大相径庭。本文派姆特便带您详细了解两者之间的关系和区别,助您选出最适用的检测工具,保障质量控制流程的顺利进行。
什么是接触式测量?
接触式测量是一种通过物理探头接触物体来记录其尺寸、形状或表面特征的方法。在工厂应用中,三坐标测量机(CMM)和便携式三坐标——关节臂(PCMM)均通过这一原理来获取三维数据,目前在对质量和精度要求极高的航空航天、制造、汽车等行业中表现的尤为重要。
与三坐标测量机不同的是,关节臂的探针一般采用锆石测头,在极为特殊的场景下使用红宝石测头会更好一些,这就进一步加深了此前PMT一直强调的“使用关节臂简单而方便”的原因。此外,派姆特(PMT)6轴和7轴系列关节臂三坐标测量机采用了独特的平衡设计,不仅降低了设备使用过程中因关节受力导致变形的概率,还杜绝了累计误差,更在现场使用过程中轻松自如,是多数企业的理想选择。
但需要注意的是,在接触式测量中,由于关节臂探针必须物理接触表面,对于脆弱、柔软或曲面度较高的材料的零部件来说,这并不是最佳选择。
什么是非接触式测量?
顾名思义,非接触式测量是不需要直接接触检测零部件便可获取数据的一种方法,广泛应用于数字建模、逆向工程以及自由曲面的质量检测中。这种方法测量速率极高,能够在极短的时间内收集大量点云数据,结合三维测量软件获取报告。
对于大型复杂曲面、表面柔软易碎,容易因接触受损的零部件检测,这种方法尤为有效。
接触式与非接触式对比
两种测量方式并无优劣势之分。在关节臂三坐标的精度方面,接触式测量更高,因此适用于需要严格公差且工件表面较为简单的关键应用。非接触式测量虽然在某些情况下精度稍低,但速度更快,且能够处理大量的点云数据。需根据自身需求进行权衡。
VS | 派姆特(PMT) 6/7轴关节臂 | 派姆特(PMT)激光扫描关节臂 |
基本原理 | 通过测头直接接触工件表面,配合各轴位编码器实时记录获取形位公差和尺寸数据 | 通过激光线投射到工件表面,传感器接收反射光,连续、密集地获取表面点云数据。 |
测量精度 | 0.12-0.55mm | 0.024-0.101mm |
测量效率 | 较高(需注意避免曲面和柔软表面的工件) | 极高(每秒可捕获1200000个数据点) |
测量对象 | 适用于规则几何特征(如孔、柱、平面、槽)的精确测量 | 适用于复杂自由曲面、不规则形状、柔软易变形物体(如橡胶件、粘土模型)的测量 |
对工件影响 | 存在接触力
锆石测头坚固耐用,影响较小 |
无接触
完全无测量力,对工件表面无任何损伤或变形风险 |
应用领域 | 机械加工件、齿轮、轴承的首件检测、工装夹具、检具等精度检测 | 逆向工程:钣金件、雕塑、文物考古、汽车内饰等复杂曲面与CAD模型的快速比对;数字化建档 |
操作难度 | 较低
操作简单,对人员经验要求相对较低,易于培训 |
低
操作简单,但需要规划扫描路径,处理点云数据 |
成本 | 相对较低 | 相对较高 |
环境要求 | 适宜温度5℃-45℃
湿度:0-95% |
适宜温度5℃-45℃
湿度:0-95% |
总而言之,无论选择哪种方法,都有其各自的优势之处。
两者是否可以结合?
在现场应用过程中,工件材质、检验精度、行业及成本效益等因素都是选择检验方法的重点因素。对于需要进行详细精度检查的行业,首选接触式测量。而对于涉及点云处理的应用,非接触式方法则更胜一筹。
需要强调的是,不少派姆特合作客户配置关节臂三坐标测量机的非接触式测量,仅不止于此。派姆特关节臂与其它产品不同的是,激光扫描关节臂结合了接触式与非接触式双重检测形式,需要处理点云数据时,可加装激光扫描头。需要更高的精度时,一键拆卸便可直接硬点探测。因此,激光扫描关节臂实现了检测精度、速度和灵活性之间的最佳平衡。
结论
综上,接触式测量与非接触式测量方法的主要区别在于其工作原理、精度、速度以及应用范围。根据需求结合实际情况合理选择适合自己的检测方式,才是确保高质量的生产以及高效流程的关键。若您两者都有需求,派姆特(PMT)激光扫描关节臂便是您的不二选择。