手持便攜三坐標(biāo)售賣,廣元手持便攜三坐標(biāo),欣晟泰(查看)

紅寶石測球適用于大部分工件（包括不銹鋼和鈦合金工件）的掃描測量，但在條件下掃描測量鋁合金工件時，可能會產(chǎn)生粘結(jié)磨損。因此，在條件下測量鋁合金時，可用氮化硅測球替代紅寶石測球。不過，氮化硅測球在測量不銹鋼或鑄鐵工件時容易產(chǎn)生磨料磨損。掃描測量鑄鐵零件時應(yīng)選擇氧化鋯測球，不過硬質(zhì)合金測球也表現(xiàn)不俗。

不同的探針類型

　　直探針通常用于在測頭可直接接觸工件的情況下探測一些簡單的零件特征。不過，對于一些特殊的檢測任務(wù)，廣元手持便攜三坐標(biāo)，還有許多其他類型的探針可供選擇。

（1）星型探針

　　具有多個測球的星型探針能以較少的測頭運(yùn)動測量零件內(nèi)部特征（如孔中的溝槽）的極值點(diǎn)（圖2）。

圖2 星型探針

（2）尖頭探針

　　尖頭探針非常適合探測螺紋形狀、特定的點(diǎn)和刻劃線，但不適用于標(biāo)準(zhǔn)的X—Y坐標(biāo)測量。端部呈圓弧形的尖頭探針可用于探測小孔的位置。

（3）陶瓷空心球探針

　　這種大尺寸探針非常適合在X、Y和Z方向測量較深的零件特征和內(nèi)孔（圖3）。用這種半球形探針測量粗糙表面時，其球徑平均效應(yīng)可減小粗糙度峰谷的影響。

圖有效球徑大、重量輕的陶瓷半球探針

（4）盤型探針

　　盤型探針適合檢測凹腔和溝槽。用厚度較薄的盤型探針進(jìn)行探測時，需要仔細(xì)校準(zhǔn)探針的角度，以確保其與被測特征正確接觸。簡易型盤型探針只需以其直徑為基準(zhǔn)（通常用環(huán)規(guī)校準(zhǔn)），但其有效探測范圍僅局限于X和Y方向。如果增加一個端部呈圓弧形的滾柱，就能實(shí)現(xiàn)Z軸的探測，提供超出測頭直徑的圓弧端滾柱加長桿的中心線。

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1 引言

輪輻是汽車最重要的組成部件之一，對汽車行駛的安全性、整車外觀的美觀程度等具有重要的意義。隨著汽車工業(yè)的不斷發(fā)展，人們對于汽車輪輻的要求也越來越高，如何通過的科學(xué)技術(shù)和加工工藝，來不斷完善汽車輪輻的安全性和可靠性，延長汽車車輪的使用壽命，已成為目前整個行業(yè)所最為關(guān)注的問題之一。本文將重點(diǎn)闡述如何使用關(guān)節(jié)臂掃描儀，來完成車輪輪輻厚度的測量問題，通過該測量方法的使用，將極大的提高輪輻厚度的檢測效率和可靠性，對該類零件的加工具有重要的指導(dǎo)作用。

輪輻是車輪上連接輪輞和輪轂的部分，是保護(hù)車輪輪圈和輻條的重要裝置，如圖1所示。為了減重同時保證輪輻的強(qiáng)度，輪輻通常采用等強(qiáng)度不同厚度的設(shè)計(jì)，多以鋼板作為坯料進(jìn)行加工。其加工方法是先將坯料通過旋壓方法，手持便攜三坐標(biāo)校準(zhǔn)，加工成設(shè)計(jì)好的形狀，然后再進(jìn)行沖孔和外形休整等工序。如何保證輪輻厚度的準(zhǔn)確性，將極大的決定了輪輻的強(qiáng)度和使用壽命，好的輪輻不僅可以保證汽車在行駛過程中的穩(wěn)定程度和安全性，更可以避免因?yàn)槟p而造成汽車輪胎出現(xiàn)問題的可能性。

在傳統(tǒng)的汽車零部件的檢測過程中，遇到厚度一類的問題時，比較常見的方法是采用千分表或者卡尺等傳統(tǒng)量具進(jìn)行測量，該方法在測量一些加工較好的平面時還可以勉強(qiáng)使用，但是在遇到輪輻這一類型面復(fù)雜，特別是有大量曲面的零件時，這一類的舊方法就很難發(fā)揮作用了。而且，該方法往往只能測量部分點(diǎn)位置的厚度，不能有效反映零件的整體情況，因此已無法滿足現(xiàn)代化的加工工藝要求。那么該如何快速有效的完成這一類零件的厚度檢測要求呢?關(guān)節(jié)臂掃描儀的出現(xiàn)，剛好解決了這一難題。關(guān)節(jié)臂測量機(jī)，是一種新型的三坐標(biāo)測量機(jī)，具有精度高、體積小、重量輕、便于攜帶等特點(diǎn)。該設(shè)備對外界環(huán)境要求極低，可以在0～50℃的環(huán)境中正常使用，并可應(yīng)用于實(shí)驗(yàn)室以及車間現(xiàn)場等多種環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)式固定式三坐標(biāo)的全部功能，目前已被廣泛的應(yīng)用于汽車零件、工程機(jī)械、航空航天、運(yùn)動器械，船舶重工等各個行業(yè)。關(guān)節(jié)臂測量機(jī)可根據(jù)測量尺寸的類型不同，從而配備硬測頭或者激光掃描測頭進(jìn)行檢測。在測量輪輻厚度時，由于希望得到有效而完整的數(shù)據(jù)，因此配備激光掃描測頭的關(guān)節(jié)臂測量機(jī)將是測量時設(shè)備。

2 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的掃描過程

要對輪輻零件的厚度做出準(zhǔn)確的評估，必須先獲取完整的輪輻點(diǎn)云數(shù)據(jù)?？紤]到輪輻類零件的加工尺寸以及精度要求，可以選擇ROMER RA7525SI系列測量機(jī)來進(jìn)行點(diǎn)云數(shù)據(jù)的獲取。如果有合適的裝卡工具，可以將產(chǎn)品豎起固定輪輻兩側(cè)，從而一次完成全部數(shù)據(jù)的掃描；如果不方便裝卡，可以在輪輻表面使用熱熔硅膠固定，需要固定在零件翻轉(zhuǎn)兩面進(jìn)行數(shù)據(jù)掃描時均能掃到的位置，這樣通過兩次掃描獲取零件正反兩側(cè)的完整數(shù)據(jù)。

3 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的拼接

在測量軟件中，先將掃描的兩片點(diǎn)云數(shù)據(jù)上的作為球體定義好，將其中一片數(shù)據(jù)定義為參考基準(zhǔn)，另一片數(shù)據(jù)定義為測試數(shù)據(jù)，使用基于特征基準(zhǔn)對齊的方式，將球體一一對應(yīng)好，手持便攜三坐標(biāo)售賣，將數(shù)據(jù)拼接完成，并合為一個整體數(shù)據(jù)，同時將不再需要的部分的數(shù)據(jù)，如圖2、圖3所示。

圖2 掃描零件上固定

圖3 掃描獲取點(diǎn)數(shù)據(jù)的正反兩面

4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)的處理和坐標(biāo)系的建立

先將點(diǎn)云數(shù)據(jù)做噪音點(diǎn)降噪處理，然后再保留邊緣數(shù)據(jù)做數(shù)據(jù)過濾采樣，最后再通過封裝命令，將點(diǎn)云數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為三角網(wǎng)格面格式，其數(shù)據(jù)可以保存為STL格式，如圖4所示。

圖4 點(diǎn)云數(shù)據(jù)封裝后得到的三角網(wǎng)格面

在封裝后的數(shù)據(jù)上將底面創(chuàng)建成平面特征，同時將中心孔創(chuàng)建為圓特征，同時在底面平面上按需要獲取一個點(diǎn)特征，將創(chuàng)建的圓心與點(diǎn)構(gòu)造為線特征。然后創(chuàng)建坐標(biāo)系，平面可以創(chuàng)建為XY平面，直線創(chuàng)建為正方向，圓心定義為原點(diǎn)，則坐標(biāo)系建立。

5 厚度分析

在做輪輻曲面厚度分析時，可以過當(dāng)前坐標(biāo)系中心，按照每隔1mm的間距，取截面與零件表面的交點(diǎn)，然后再求每一個交點(diǎn)與其背面對應(yīng)的矢量點(diǎn)之間的距離，即為所求厚度。例如，要求過當(dāng)前坐標(biāo)系XOZ平面每隔1mm間隔點(diǎn)的厚度時，需首先在軟件中創(chuàng)建【點(diǎn)位置集】，修改【間隔】和【原點(diǎn)】位置，將所要的點(diǎn)的位置創(chuàng)建出來，如圖5所示，由于創(chuàng)建截面與零件表面的上下兩側(cè)都會有交點(diǎn)，因此此時需要更改格柵選項(xiàng)，僅保留正z方向的交點(diǎn)即可。

圖5 創(chuàng)建點(diǎn)的位置集

如圖6所示，在軟件中選擇【厚度】分析選項(xiàng)，再擇【加載位置集】，精密手持便攜三坐標(biāo)，此時可以導(dǎo)入剛才創(chuàng)建的每隔1mm間隔的分析點(diǎn)來，根據(jù)不同的公差要求，設(shè)置好相應(yīng)測色差圖譜的公差帶后，軟件可以自動加載相應(yīng)點(diǎn)的厚度，并在數(shù)據(jù)圖上標(biāo)注出相應(yīng)點(diǎn)的位置來，如圖7所示。如果有多個截面需要分析，可以再一一加載即可。

圖6 軟件中選擇厚度分析選項(xiàng)

圖7 不同位置的分析點(diǎn)厚度

6 關(guān)節(jié)臂掃描儀的選擇

ROMER品牌的關(guān)節(jié)臂測量機(jī)，具有RA71／RA73／RA75等多個不同價位不同精度的機(jī)器型號，其測量范圍從1.5m至4.5m不等，在測量時可以根據(jù)零件的大小，選擇合適規(guī)格的設(shè)備。激光掃描測頭同時也具有內(nèi)置RS，以及外置CMS l08等多個型號可以選擇，其中SI系列測量機(jī)已可以滿足輪輻類零件的測量，但是如果同時有其他更高精度的零件尺寸測量要求，或者需要掃描高亮度或者純黑類較難掃描的零件時，也可以選擇CMS 108這樣的產(chǎn)品。RS系列激光頭的掃描速度為50，000點(diǎn)／s，工作距離為150mm，其景深為100mm，具有根據(jù)掃描零件不同的材質(zhì)自動曝光獲取曝光系數(shù)的功能，可以很好的完成各類材質(zhì)零件的掃描。

7 總結(jié)

本文采用的關(guān)節(jié)臂掃描儀掃描輪輻零件數(shù)據(jù)，再通過測量軟件做厚度分析的方法，可以方便快捷的進(jìn)行所需位置厚度的分析，數(shù)據(jù)可靠，很好的解決了輪輻厚度在測量上所遇到的難題，從而保證了車輪零件的可靠性和安全性，值得推廣。

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