三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)使用環(huán)境要求和設(shè)置

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)使用環(huán)境要求

振動(dòng)要求

振動(dòng)是我們?nèi)粘９ぷ髦凶畈灰妆话l(fā)現(xiàn)的影響測(cè)量設(shè)備精度的參數(shù)，振動(dòng)多產(chǎn)生于大型的加工設(shè)備（沖壓設(shè)備等），或者是力學(xué)檢測(cè)設(shè)備（拉力機(jī)等）。三豐三坐標(biāo)要求的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)置環(huán)境下規(guī)定振動(dòng)度為：頻率在10Hz以下的最大振幅：2μm。10~50Hz內(nèi)振動(dòng)加速度：4*10^-3μmM/s^2。

盡量遠(yuǎn)離振動(dòng)源是選擇實(shí)驗(yàn)室的關(guān)鍵要素之一，若現(xiàn)場(chǎng)無(wú)法找到符合規(guī)定的安裝場(chǎng)所，可通過(guò)在實(shí)驗(yàn)室挖掘防震溝，或者通過(guò)在設(shè)備上追加空氣防震墊來(lái)實(shí)現(xiàn)降低振動(dòng)對(duì)設(shè)備的影響。當(dāng)然，對(duì)于更高精度的測(cè)量設(shè)備，如LEGEX，STARTO，HYPER，ULTRA來(lái)說(shuō)，設(shè)置場(chǎng)所的環(huán)境要求是更加嚴(yán)格。如果您需要更多了解，可以參考三豐公司的關(guān)于環(huán)境設(shè)置的建議。

除了溫度，振動(dòng)這兩個(gè)影響測(cè)量精度的參數(shù)以外，設(shè)置場(chǎng)所的濕度、灰塵也會(huì)對(duì)測(cè)量設(shè)備的使用壽命有所影響。

濕度要求

就濕度來(lái)說(shuō)，若濕度過(guò)大，則會(huì)導(dǎo)致測(cè)量設(shè)備，金屬部件生銹，導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)不暢，加速導(dǎo)軌，絲杠，馬達(dá)的負(fù)擔(dān)，加快部件的老化。但是濕度過(guò)低的情況會(huì)使得測(cè)量室內(nèi)灰塵增加，可能導(dǎo)致測(cè)量設(shè)備各通風(fēng)位置遭灰塵堵塞，影響散熱狀態(tài)，使得馬達(dá)，電路基板散熱不良，從而加速以上部品的老化速度。

綜上，濕度過(guò)高或者過(guò)低都會(huì)影響測(cè)量設(shè)備的壽命。建議實(shí)驗(yàn)室內(nèi)保持在55%-65%是最好的濕度狀態(tài)。

電磁環(huán)境

實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的電磁環(huán)境也應(yīng)格外注意，因?yàn)槟壳按蟛糠譁y(cè)量設(shè)備的信號(hào)均是以電子信號(hào)傳輸，若電磁環(huán)境異常的狀態(tài)會(huì)導(dǎo)致信號(hào)傳輸異常，進(jìn)而影響測(cè)量設(shè)備的精度甚至?xí)?dǎo)致硬件發(fā)生故障。

光照因素

陽(yáng)光是實(shí)驗(yàn)室一個(gè)容易被忽視的要素，但是它確實(shí)也能帶來(lái)一些對(duì)測(cè)量不好的影響。首先從太陽(yáng)照射的角度來(lái)看，若陽(yáng)光照射在光學(xué)設(shè)備，影像設(shè)備上則會(huì)導(dǎo)致陽(yáng)光影響測(cè)量的影像產(chǎn)生偏差，進(jìn)而使測(cè)量精度發(fā)生異常。對(duì)非光學(xué)設(shè)備照射時(shí)，又會(huì)對(duì)設(shè)備的本身溫度產(chǎn)生影響，造成局部地區(qū)溫度與整體溫度偏差的情況，這種情況同樣會(huì)對(duì)測(cè)量精度產(chǎn)生影響，所以控制陽(yáng)光的照射也是實(shí)驗(yàn)室應(yīng)該注意的事項(xiàng)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的環(huán)境設(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(hù)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。

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