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机械精度带来的益处

机械精度带来的益处 2011年12月04日 来源： 传统上，制造商们依赖计量设备以及三坐标测量机（CMM）的物理属性来维持合格的质量水平。对于CMM而言，精度最重要的准则是元件材料和结构的韧性及稳定性。但是，最近，由于大量使用误差映射技术来补偿机械偏差，因此重心已经从这些物理参数上转移。从20世纪80年代初以来，融合“虚拟精度”的CMM的发展已经对用户产生了重大影响。一开始，误差映射涉及用于辅助机床坐标轴直线精度标定的软件。利用该方法，CMM的软件测尺通过测尺张紧装置而加以调节。由于这样可以使测尺精度与激光干涉仪的读数精度相等，它提高了CMM的精度，同时不丧失其机械质量。

但是就在它问世后不久，CMM制造商们开始采用误差映射技术来比较彻底地补偿机械误差。这样制造商们就可以通过设计精度大大降低的机床而降低成本。误差映射还要求OEM进行比较频繁的干预以维持“锁定的”第三方无法访问的CMM映像的精度。这样就可能形成较高的非确定性，并给用户带来不便。Wenzel美国公司（位于密执安州Wixom市）总裁Otto Geiseman说：“更新映像参数要求在标定过程方面花很多时间，因为它频繁地需要证实其它相关参数。”此外，某个映射的CMM以前的标定可能没有用户所期待的那么完整。Geiseman先生说：“由于映射过程需要的劳动量很大，因此经常会发现剩余映像文件与标定数据没有关联的现象。”因此在某些情况下，对某个映射的CMM进行更新所需要的时间可能为对（机械方面精确的）CMM进行标定的时间的两倍。

Wenzel在传统质量问题上采用一种“当代”方法。公司已经推出了一系列CMM，强调了用高精度机械元件作为误差映射系统的替选方式。替代计算机算法，这些CMM采用由非常适合计量应用的稳定材料所组成的结构。例如为了实现较高的精度，CMM导轨经过精密磨削，并由工艺技术人员在采用自准直仪进行监控的情况下进行手动研磨。结合高精度轴承，用这种工艺生产出了非常精确的机床。Geiseman先生说，用于制造映射式CMM的元件中常用的材料可能不很理想。他说：“如今，大多数CMM导轨都由组合材料组成，其中铝占大多数。尽管铝在制造过程中确实具备某些优点，但它是一种软材料，很容易蠕动和产生变形。对于计量应用有可能稳定性不够高。”除了在重量方面稳定性不够高以外，铝的膨胀系数比石墨的几乎要高4倍。另一个重要因素是CMM映射模糊了特定测量机的机械参数。Geiseman先生说：“在映射过程中，尽管测出了原始的非精确性，但是却从来没有给用户反映出来。”由于不存在任何管理机构来核准设计的计量标准以及误差映射的精度，因此在更换映像后用户面临巨大的非确定性。这些因素使得人们更多地主张采用基于比较精确的硬件设计而不是软件的传统测量方式。Wenzel认为，高精度的机床依然是确保测量质量的最佳手段。Geiseman先生说：“与映射式CMM不同，机械方面精确的CMM没有任何东西可以隐藏。用户拥有权利了解一台CMM具有零补偿还是比OEM所声明的数值高出10、20、30倍的非精确性。”

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