关节臂测量仪,作为一种高精度的便携式三坐标测量设备,以其独特的灵活性和强大的现场测量能力,在现代化制造、检测与逆向工程领域中扮演着至关重要的角色。它的核心价值在于它打破了传统测量设备对环境和工件的限制。它将高精度测量从恒温恒湿的计量室“解放”出来,直接带到了生产车间、装配现场甚至户外。这是一种测量理念的革命,实现了 “在哪里生产,就在哪里检测” 的现代质量控制思想。
密朗德关节臂测量仪工作时由1.固定平台、2.磁性表座(或吸盘、三脚架)、3.测量机主机、4.电脑及软件、5.测头几部分组成。测量时必须稳定固定在平台上(不要求水平但要求整个测量过程保持测量机及被测工件的相对位置稳定),测量机主机通过吸盘或螺钉固定,便携式计算机通过USB信号线连接主机,软件完成测量数据采集和处理并生产测量报告。
量机由三根刚体臂、六个活动关节和一个测头组成。三根臂相互连接,其中一个为固定臂,它安装在任意基座上,以支撑测量机所有部件,另外两个活动臂可运动于空间任意位置,以适应测量需要,其中一个为中间臂,一个为末端臂并在此尾端安装测头。第一根固定臂与第二根中间臂之间、第二根与第三根末端臂之间、第三根与接触测头之间均为关节式连接,可作空间回转,而每个活动关节装有相互垂直的回转角传感器,可测量各个臂和测头在空间的位置。每个关节的回转中心和相应的活动臂构成一个极坐标系统,回转角即极角由传感器测量,而活动臂两端关节回转中心距离为极坐标的极径长度,可见该测量系统是由三个串连的极坐标系统组成,当测头与被测件接触时,测量系统可给出测头在空间的三维位置信息,测头与被测件在不同部位接触时,根据所建立的测量数学模型,由计算机给出被测参数实际值。
突出特点与优势:
1.高便携性与现场测量能力: 这是关节臂显著的优势。它无需固定的实验室环境,可以直接带到生产现场、大型工件旁甚至装配线上进行测量,实现了“将测量室搬到工件身边”的理念。
2.巨大的测量范围与灵活性: 关节臂的测量半径通常从2米到4.5米甚至更大,在其球形测量空间内,它可以轻松测量到传统三坐标测量机难以触及的复杂型腔、内部特征和大型工件的各个角落。
3.操作直观、学习成本低: 操作者像移动自己的手臂一样自然地操作关节臂进行测量,无需专业的编程知识即可完成大部分检测任务,培训简单,上手快。
4.丰富的功能集成:
数字化检测: 可快速比对工件与CAD模型的偏差,生成彩色的偏差色谱图。
逆向工程: 通过连续扫描,快速获取复杂曲面的高密度点云,重构出三维CAD模型。
在线检测与安装辅助: 在大型设备(如飞机、汽车)的装配过程中,实时测量并指导零部件的精确定位。
典型应用场景分析:
1.检测与在线质量控制:
在生产线上对第一个工件或抽检工件进行全尺寸检验,快速判断生产线是否稳定。
2.工装夹具的验证与调试:
在飞机、汽车制造中,用于测量和调整巨大的装配型架和夹具,确保其定位精度,从源头上保证产品质量。
3.逆向工程的核心工具:
结合激光扫描头,可以高效、高精度地获取物理样件的三维数据,重构CAD模型。在模具修复、产品改型和无图纸制造中至关重要。
4.安装与装配辅助:
用于大型部件的精确定位安装,如将飞机机翼精准地装配到机身上。