技術(shù)文章
TECHNICAL ARTICLES一件制造完成后的產(chǎn)品是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)的幾何精度要求,通常有以下幾種判斷方式。
(1)測(cè)量:是以確定被測(cè)對(duì)象的量值為目的的全部操作。在這一操作過(guò)程中,將被測(cè)對(duì)象與復(fù)現(xiàn)測(cè)量單位的標(biāo)準(zhǔn)量進(jìn)行比較,并以被測(cè)量與單位量的比值及其準(zhǔn)確度表達(dá)測(cè)量結(jié)果。例如用游標(biāo)卡尺對(duì)一軸徑的測(cè)量,就是將被對(duì)象(軸的直徑)用特定測(cè)量方法(用游標(biāo)卡尺測(cè)量)與長(zhǎng)度單位(毫米)相比較。若其比值為30.52,準(zhǔn)確度為±0.03mm,則測(cè)量結(jié)果可表達(dá)為(30.52±0.03)mm。任何測(cè)量過(guò)程都包含:測(cè)量對(duì)象、計(jì)量單位、測(cè)量方法和測(cè)量誤差等四個(gè)要素。
(2)測(cè)試:是指具有試驗(yàn)性質(zhì)的測(cè)量。也可理解為試驗(yàn)和測(cè)量的全過(guò)程 。
(3)檢驗(yàn):是判斷被測(cè)物理量是否合格(在規(guī)定范圍內(nèi))的過(guò)程,一般來(lái)說(shuō)就是確定產(chǎn)品是否滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求的過(guò)程,即判斷產(chǎn)品合格性的過(guò)程,通常不一定要求測(cè)出具體值。因此檢驗(yàn)也可理解為不要求知道具體值的測(cè)量。
(4)計(jì)量:為實(shí)現(xiàn)測(cè)量單位的統(tǒng)一和量值準(zhǔn)確可靠的測(cè)量 。
測(cè)量基準(zhǔn)
測(cè)量基準(zhǔn)是復(fù)現(xiàn)和保存計(jì)量單位并具有規(guī)定計(jì)量單位計(jì)量器具。在幾何量計(jì)量領(lǐng)域內(nèi),測(cè)量基準(zhǔn)可分為長(zhǎng)度基準(zhǔn)和角度基準(zhǔn)兩類(lèi)
(1)長(zhǎng)度基準(zhǔn):直至用于對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行測(cè)量的各種測(cè)量器具。
(2) 角度基準(zhǔn):角度量與長(zhǎng)度量不同。由于常用角度單位(度)是由圓周角定義的,即圓周角等于360°,而弧度與度、分、秒又有確定的換算關(guān)系,因此無(wú)需建立角度的自然基準(zhǔn)
測(cè)量方法
1、根據(jù)獲得測(cè)量結(jié)果的不同方式可分為: 直接測(cè)量和間接測(cè)量。從測(cè)量器具的讀數(shù)裝置上直接得到被測(cè)量的數(shù)值或?qū)?biāo)準(zhǔn)值的偏差稱(chēng)直接測(cè)量。如用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑等。通過(guò)測(cè)量與被測(cè)量有一定函數(shù)關(guān)系的量,根據(jù)已知的函數(shù)關(guān)系式求得被測(cè)量的測(cè)量稱(chēng)為間接測(cè)量。如通過(guò)測(cè)量一圓弧相應(yīng)的弓高和弦長(zhǎng)而得到其圓弧半徑的實(shí)際值.
2、測(cè)量和相對(duì)測(cè)量:測(cè)量器具的示值直接反映被測(cè)量量值的測(cè)量為測(cè)量。用游標(biāo)卡尺、外徑千分尺測(cè)量軸徑不僅是測(cè)量,也是測(cè)量。將被測(cè)量與一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)量值進(jìn)行比較得到兩者差值的測(cè)量為相對(duì)測(cè)量。如用內(nèi)徑百分表測(cè)量孔徑為相對(duì)測(cè)量。
3、接觸測(cè)量和非接觸測(cè)量:測(cè)量器具的測(cè)頭與被測(cè)件表面接觸并有機(jī)械作用的測(cè)力存在的測(cè)量為接觸測(cè)量。如用光切法顯微鏡測(cè)量表面粗糙度即屬于非接觸測(cè)量。
4、單項(xiàng)測(cè)量和綜合測(cè)量:對(duì)個(gè)別的、彼此沒(méi)有聯(lián)系的某一單項(xiàng)參數(shù)的測(cè)量稱(chēng)為單項(xiàng)測(cè)量。同時(shí)測(cè)量個(gè)零件的多個(gè)參數(shù)及其綜合影響的測(cè)量。用測(cè)量器具分別測(cè)出螺紋的中徑、半角及螺距屬單項(xiàng)測(cè)量;而用螺紋量規(guī)的通端檢測(cè)螺紋則屬綜合測(cè)量。
5、被動(dòng)測(cè)量和主動(dòng)測(cè)量:產(chǎn)品加工完成后的測(cè)量為被動(dòng)測(cè)量;正在加工過(guò)程中的測(cè)量為主動(dòng)測(cè)量。被動(dòng)測(cè)量只能發(fā)現(xiàn)和挑出不合格品。而主動(dòng)測(cè)量可通過(guò)其測(cè)得值的反饋,控制設(shè)備的加工過(guò)程,預(yù)防和杜絕不合格品的產(chǎn)生。
測(cè)量誤差
誤差定義
由于測(cè)量過(guò)程的不完善而產(chǎn)生的測(cè)量誤差,將導(dǎo)致測(cè)得值的分散入不確定。因此,在測(cè)量過(guò)程中,正確分析測(cè)量誤差的性質(zhì)及其產(chǎn)生的原因,對(duì)測(cè)得值進(jìn)行必要的數(shù)據(jù)處理,獲得滿(mǎn)足一定要求的置信水平的測(cè)量結(jié)果,是十分重要的。 測(cè)量誤差定義:被測(cè)量的測(cè)得值x與其真值x 0之差,即:△= x -x 0 由于真值是不可能確切獲得的,因而上述善于測(cè)量誤差的定義也是理想要概念。在實(shí)際工作中往往將比被測(cè)量值的可信度(精度)更高的值,作為其當(dāng)前測(cè)量值的“真值”。
誤差來(lái)源
測(cè)量誤差主要由測(cè)量器具、測(cè)量方法、測(cè)量環(huán)境和測(cè)量人員等方面因素產(chǎn)生。
(1)測(cè)量器具:測(cè)量器具設(shè)計(jì)中存在的原理誤差,如杠桿機(jī)構(gòu)、阿貝誤差等。制造和裝配過(guò)程中的誤差也會(huì)引起其示值誤差的產(chǎn)生。例如刻線尺的制造誤差、量塊制造與檢定誤差、表盤(pán)的刻制與裝配偏心、光學(xué)系統(tǒng)的放大倍數(shù)誤差、齒輪分度誤差等。其中是基準(zhǔn)件的誤差,如刻線尺和量塊的誤差,它是測(cè)量器具誤差的主要來(lái)源。
(2)測(cè)量方法:間接測(cè)量法中因采用近似的函數(shù)關(guān)系原理而產(chǎn)生的誤差或多個(gè)數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)計(jì)算后的誤差累積。
(3)測(cè)量環(huán)境:測(cè)量環(huán)境主要包括溫度、氣壓、濕度、振動(dòng)、空氣質(zhì)量等因素。在一般測(cè)量過(guò)程中,溫度是重要的因素。測(cè)量溫度對(duì)標(biāo)準(zhǔn)溫度(+20℃)的偏離、測(cè)量過(guò)程中溫度的變化以及測(cè)量器具與被測(cè)件的溫差等都將產(chǎn)生測(cè)量誤差。
(4)測(cè)量人員:測(cè)量人員引起的誤差主要有視差、估讀誤差、調(diào)整誤差等引起,它的大小取決于測(cè)量人員的操作技術(shù)和其它主觀因素。
誤差分類(lèi)
測(cè)量誤差按其產(chǎn)生的原因、出現(xiàn)的規(guī)律、及其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響,可以分為系統(tǒng)誤差、隨機(jī)誤差和粗大誤差。
(1)系統(tǒng)誤差:在規(guī)定條件下,值和符號(hào)保持不變或按某一確定規(guī)律變化的誤差,稱(chēng)為系統(tǒng)誤差。其中值和符號(hào)不變的系統(tǒng)誤差為定值系統(tǒng)誤差,按一定規(guī)律變化的系統(tǒng)誤差為變值系統(tǒng)誤差。如量塊的誤差、刻線尺的誤差、度盤(pán)偏心的誤差。系統(tǒng)誤差大部分能通過(guò)修正值或找出其變化規(guī)律后加以消除。
(2)隨機(jī)誤差:在規(guī)定條件下,值和符號(hào)以不可預(yù)知的方式變化的誤差,稱(chēng)為隨機(jī)誤差。就某一次測(cè)量而言,隨機(jī)誤差的出現(xiàn)無(wú)規(guī)律可循,因而無(wú)法消除。但若進(jìn)行多次等精度重復(fù)測(cè)量,則與其它隨機(jī)事件一樣具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律的基本特性,可以通過(guò)分析,估算出隨機(jī)誤差值的范圍。隨機(jī)誤差主要由溫度波動(dòng)、測(cè)量力變化、測(cè)量器具傳動(dòng)機(jī)構(gòu)不穩(wěn)、視差等各種隨機(jī)因素造成,雖然無(wú)法消除,但只要認(rèn)真、仔細(xì)地分析產(chǎn)生的原因,還是能減少其對(duì)測(cè)量結(jié)果的影響。
(3)粗大誤差:明顯超出規(guī)定條件下預(yù)期的誤差,稱(chēng)為粗大誤差。粗大誤差是由某種非正常的原因造成的。
基本原則
在實(shí)際測(cè)量中,對(duì)于同一被測(cè)量往往可以采用多種測(cè)量方法。為減小測(cè)量不確定度,應(yīng)盡可能遵守以下基本測(cè)量原則:
阿貝原則
要求在測(cè)量過(guò)程中被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度應(yīng)安置在同一直線上的原則。若被測(cè)長(zhǎng)度與基準(zhǔn)長(zhǎng)度并排放置,在測(cè)量比較過(guò)程中由于制造誤差的存在,移動(dòng)方向的偏移,兩長(zhǎng)度之間出現(xiàn)夾角而產(chǎn)生較大的誤差。誤差的大小除與兩長(zhǎng)度之間夾角大小有關(guān)外,還與其之間距離大小有關(guān),距離越大,誤差也越大。
基準(zhǔn)統(tǒng)一原則
測(cè)量基準(zhǔn)要與加工基準(zhǔn)和使用基準(zhǔn)統(tǒng)一。即工序測(cè)量應(yīng)以工藝基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn),終檢測(cè)量應(yīng)以設(shè)計(jì)基準(zhǔn)作為測(cè)量基準(zhǔn)。
短鏈原則
在間接測(cè)量中,與被測(cè)量具有函數(shù)關(guān)系的其它量與被測(cè)量形成測(cè)量鏈。形成測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)越多,被測(cè)量的不確定度越大。因此,應(yīng)盡可能減少測(cè)量鏈的環(huán)節(jié)數(shù),以保證測(cè)量精度,稱(chēng)之為短鏈原則。當(dāng)然,按此原則不采用間接測(cè)量,而采用直接測(cè)量。所以,只有在不可能采用直接測(cè)量,或直接測(cè)量的精度不能保證時(shí),才采用間接測(cè)量。應(yīng)該以少數(shù)目的量塊組成所需尺寸的量塊組,就是短鏈原則的一種實(shí)際應(yīng)用。
小變形原則
測(cè)量器具與被測(cè)零件都會(huì)因?qū)嶋H溫度偏離標(biāo)準(zhǔn)溫度和受力(重力和測(cè)量力)而產(chǎn)生變形,形成測(cè)量誤差。在測(cè)量過(guò)程中,控制測(cè)量溫度及其變動(dòng)、保證測(cè)量器具與被測(cè)零件有足夠的等溫時(shí)間、選用與被測(cè)零件線脹系數(shù)相近的測(cè)量器具、選用適當(dāng)?shù)臏y(cè)量力并保持其穩(wěn)定、選擇適當(dāng)?shù)闹С悬c(diǎn)等,都是實(shí)現(xiàn)小變形原則的有效措施。
影像測(cè)量?jī)x
影像測(cè)量?jī)x克服了傳統(tǒng)投影儀的不足,是集光、機(jī)、電、計(jì)算機(jī)圖像技術(shù)于一體的測(cè)量?jī)x器。。
通過(guò)光學(xué)顯微鏡非接觸式對(duì)待測(cè)物體進(jìn)行高倍率光學(xué)放大成像,經(jīng)過(guò)CCD攝像系統(tǒng)將放大后的物體影像送入計(jì)算機(jī)后,能高效地檢測(cè)各種復(fù)雜工件的輪廓和表面形狀尺寸、角度及位置,特別是精密零部件的微觀檢測(cè)與質(zhì)量控制。
分類(lèi)
按操作方式影像測(cè)量?jī)x可以分為手動(dòng)影像測(cè)量?jī)x和自動(dòng)影像測(cè)量?jī)x。
按儀器測(cè)量特點(diǎn)影像測(cè)量?jī)x可以分為二次元和2.5次元。二次元即是 工作平臺(tái)X、Y軸可以自由活動(dòng),而Z軸固定,2.5次元介于二次元和三次元之間,Z軸可以活動(dòng)。
測(cè)量單元
影像測(cè)量?jī)x測(cè)量單元主要是幾何量尺寸,包括長(zhǎng)度、寬度、高度、孔距、間距、Pin間距、厚度、圓弧、直徑、半徑、槽、角度、R角等。
應(yīng)用領(lǐng)域
主要用于機(jī)械、汽車(chē)、航空、、家具、工具原型、機(jī)器等中小型配件、模具等行業(yè)中的箱體、機(jī)架、齒輪、凸輪、蝸輪、蝸桿、葉片、曲線、曲面等的測(cè)量,還可用于電子、五金、塑膠等行業(yè)中,可以對(duì)工件的尺寸、形狀和形位公差進(jìn)行精密檢測(cè),從而完成零件檢測(cè)、外形測(cè)量、過(guò)程控制等任務(wù)。
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