在三坐標(biāo)測量過程中,由于材料存在熱脹冷縮的物理特性,所以溫度的變化對于三坐標(biāo)測量結(jié)果的影響尤為顯著。一般來說工件的名義值是基于環(huán)境溫度為20度,且不同材料的熱膨脹系數(shù)是不同的。因此,如果工件不滿足參考溫度,不同材料的膨脹/ 收縮必須進(jìn)行溫度補(bǔ)償,下面以AC-DMIS軟件的溫度補(bǔ)償應(yīng)用舉例說明一下溫度補(bǔ)償功能的應(yīng)用:
在AC-DMIS中可以使用溫度補(bǔ)償功能,以便在測量時考慮工件隨溫度變化的熱脹冷縮,以及CMM的X、Y、Z三軸光柵尺溫度,另外,也可以設(shè)定一個溫度界限,當(dāng)自動運行程序時,超出或低于這個溫度界進(jìn)行報警。
AC-DMIS 接收溫度信息,是根據(jù)CMM光柵尺上的溫度傳感器,或工件上的溫度傳感器,也可以手動輸入溫度值。無論哪種情況,必須手動輸入工件材料的膨脹系數(shù)。
如何獲得膨脹系數(shù)?
很多材料技術(shù)手冊都給出了材料的膨脹系數(shù)。以下是常用材料的膨脹系數(shù):(由于材料是合金的原因,不同資料中的膨脹系數(shù)可能會有微小的差異。)
膨脹系數(shù)總是通過手動輸入的,如果工件材料沒有變化,溫度補(bǔ)償軟件配置中工件膨脹系數(shù)無需改變,對于不同的材料要輸入各自的膨脹系數(shù)。
一、硬件配置
一塊溫度采集卡,最多可以使用15個溫度傳感器,依次順序為X軸,Y軸,Y2軸,Z軸,最后為工件上的溫度傳感器;如果不是雙邊機(jī)器,Y2軸上的傳感器數(shù)目為零。各軸上的溫度傳感器順序,回零后,按坐標(biāo)位置值從小到大排列。
二、軟件配置
1、在HW_Config.exe中選中溫度補(bǔ)償功能,如不選中溫度補(bǔ)償功能,軟件啟動時不啟動溫度補(bǔ)償功能
2、設(shè)置溫度獲取方式,有效溫度補(bǔ)償范圍,膨脹系數(shù)及補(bǔ)償方式。
溫度獲取方式若是自動的還需設(shè)置串口,點擊界面的“設(shè)置 ”彈出如下界面,
需要設(shè)置串口參數(shù);
選擇連接溫度采集系統(tǒng)的COM口,波特率為19200
設(shè)置標(biāo)準(zhǔn)溫度,通常是20℃,設(shè)置溫度傳感器的有效溫度范圍。
選擇補(bǔ)償方法平均法或積分法,默認(rèn)為積分法。
3、各軸傳感器個數(shù)及位置,設(shè)置各軸的傳感器個數(shù)后,點擊“添加”按鈕如下圖,
左側(cè)是各個傳感器通道號,雙擊坐標(biāo)位置列輸入相應(yīng)傳感器處的坐標(biāo)位置,如下圖。
此處不顯示工件傳感器的通道號,可在查看界面觀看。
4、碰撞系數(shù)中選擇“線性”后,補(bǔ)償需要輸入各軸線性膨脹系數(shù)。如下列表,輸入各軸光柵的膨脹系數(shù)即可。
5、膨脹系數(shù)中選擇“非線性”后,補(bǔ)償需要輸入各軸非線性膨脹系數(shù)。
選擇軸后,界面如下:
點擊右側(cè)“添加”按鈕,在碰撞系數(shù)處輸入數(shù)值,其它各軸碰撞系數(shù)的設(shè)置都是依據(jù)此方法,設(shè)置好后,點擊“保存”按鈕,若某軸設(shè)錯后,選擇到相應(yīng)軸上點擊“清空”即可。也可雙擊列表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改也可。
若是軸上的某個設(shè)置不正確,選到相應(yīng)軸上選擇相應(yīng)的行點擊“刪除”即可。也可雙擊列表中的數(shù)據(jù)進(jìn)行修改也可。修改后點“保存”。
6、配置改變后,軟件需要重新啟動才生效。
三、溫度補(bǔ)償主界面
1、“激活溫度補(bǔ)償“勾選時,溫度補(bǔ)償生效,不勾選時,溫度補(bǔ)償不起作用,此項是溫度補(bǔ)償?shù)目傞_關(guān)。
2、“工件溫度補(bǔ)償”勾選時,用工件上的溫度傳感器采集的溫度,對工件溫度補(bǔ)償。
輸入工件溫度傳感器在機(jī)器坐標(biāo)系的坐標(biāo)位置。
3、設(shè)置工件膨脹系數(shù)
點擊“添加”彈出如下界面
輸入材料名稱,再輸入膨脹系數(shù),點擊“確定”,則添加了一種工件的膨脹系數(shù);若需刪除已添加的工件材料膨脹系數(shù),選中相應(yīng)的名稱點擊“刪除”即可。
4、溫度傳感器狀態(tài)
顯示工件傳感器的通道,溫度及狀態(tài)。
顯示機(jī)器各軸光柵溫度、狀態(tài)及坐標(biāo)位置。
5、顯示溫度補(bǔ)償?shù)男Ч?/div>
DX,DY,DZ為補(bǔ)償量。
四、溫度補(bǔ)償如何操作?
首先在HW_CONFIG中選中“溫度補(bǔ)償“功能。
1、配置好相關(guān)傳感器參數(shù)后,切換到查看界面,勾選“激活溫度補(bǔ)償”;
2、顯示溫度傳感器實時溫度及坐標(biāo)位置,狀態(tài);補(bǔ)償前后坐標(biāo)值及補(bǔ)償量。若是手動方式,可在溫度處雙擊輸入溫度值;
3、如需工件溫度補(bǔ)償,需要輸入工件溫度傳感器在機(jī)器坐標(biāo)系下的位置,工件膨脹系數(shù);
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