三次元測定儀(CMM)課程
基礎篇
東上國際股份有限公司
嚴道君
課程內容
前言
硬體架構
使用環境
測定感測器(Sensor)
量測前準備工作
座標系建立
總結
前言
長度定義
儀器種類
適當選用儀器
何謂三次元測定儀
(CMM, Coordinate Measuring Machine)
CMM 的優點
CMM 精度
長度定義
1791年 沿子午線由北極經巴黎至赤道之長度的一千萬分之一
1889年 鑄造白金米尺為標準原器
1960年 成立國際標準組織 (ISO, International Organization for Standardization)
1960年 以氪原子 (Kr 86) 波長作為標準
1983年 在國際度量衡大會定義公尺為光在 299,792,458分之 1 秒內於真空中所走過的距離
儀器種類
何謂三次元測定儀
由測定感測器(Sensor)在互相垂直的 X , Y , Z三個軸向上作軸向運動, 依據各軸的移動量及感測器所得信號, 在計算機上運算轉換取得量測資料的儀器.
CMM 的優點
提高測定效率
解決傳統測定之難題
提高複雜測定物之測定精確度及信賴度
測定數據處理自動化
自動化效果
CMM 精度
精密度(Precision)
系統誤差大小的反應, 抽樣量測分散之程度
準確度(Accuracy)
實際量測值與真值間的一致性程度
圖例(一)
通常量具均需經過調整校正才能確定其準確度 , 儀器的精度乃精密度與準確度之綜合
圖例(一)
硬體架構
依 CMM 機型構造分類
依 CMM 操作方法分類
導引方式
光學尺(Linear Scales)
馬達驅動方式
各軸材質
旋轉式測定臺
依 CMM 機型構造分類
旋臂式
橋式(Bridge-type)
支架式
落地形
基座形
旋臂移動型
橫式旋臂
旋臂式
橋式(Bridge-type)
支架式
落地形
基座形
旋臂移動型
橫式旋臂
依 CMM 操作方法分類
手動型
自動型
導引方式
滾動軸承導引
空壓軸承導引
大部分三次元測定機採用此方式
滾珠或滾動導引
滾動軸承導引
空壓軸承導引
滾珠或滾動導引
光學尺(Linear Scales)
線性編碼器(linear-encorder)
有穿透式及反射式兩種
波紋式編碼器
感應式編碼器
線性編碼器(linear-encorder)
馬達驅動方式
滾珠螺紋式
齒條及小齒輪式
半螺帽式
鏈條或皮帶式
曲軸及滾子式
各軸材質
目前所使用之材質大致花崗岩 , 陶瓷 , 鋁合金
花崗岩或陶瓷材料對於CMM來說是更好的材料，因為它們的溫度變化穩定性相當好；另外，考慮到鋁的熱膨脹系數將近是花崗岩的4倍，花崗岩有更好的防震功能，更能提供高質量的表面以供空氣軸承平滑運行
使用環境
溫度 : 為有效充分應用三次元測定機的性能,必須事先提供
20℃±1℃之環境.
濕度 : 最好濕度保持在65%以下最為適宜.
振動 : 10Hz以下振動:振幅2μmp-p以下.
10~50Hz振動:加速度以下
空壓源品質
噪音, 強電場或強磁場, 灰塵, 日光垂直照射或空調設備之直吹
測定感測器(Sensor)
要充分發揮三次元測定機的真正價值以及考慮測定效率,審慎選擇適當的測定感測器是非常重要的.
接觸式感測器
非接觸式感測器
多功能感測器(Multisensor )
結合非接觸式與接觸式感測器一起使用
接觸式感測器
大多數CMM製造商的測頭系統都選用Renishaw公司的產品
TP20
PH10
測針
TP20
PH10
非接觸式感測器
影像分析 (CCD)
雷射 (Laser)
多功能感測器(Multisensor )
單一程序內可同時使用接觸與非接觸式感測器,座標自動轉換, 增加 CMM 的使用彈性
量測前準備工作
CMM 使用注意事項
量測工件的準備
製具的準備, 工件定位方式
尺寸圖的檢討與溝通
量測資料取得之準備
座標系建立
光學尺座標系 (CMM 本體)
機械座標系 (原點球)
工件座標系
基準面設定
原點設定
基準軸設定
問題檢討
基準面設定
原點設定
基準軸設定
總結
問題討論
