轮廓仪 :能描绘工件表面波度的仪器

更新时间:2024-09-21 10:10

轮廓仪,是一种测量表面粗糙度的仪器,工作时,触针在不光滑工件表面上移动,使触针上下起伏,经过电路放大而得出表面凹凸不平的数值。

轮廓仪按其使用的传感器不同,可分为电感式、压电式、感应式、光电式等等。按读取参数值的方式不同,又可分为一次行程显示式和连续显示式两种,前者是在一次测量完毕,显示器显示出测量结果;后者是在测量开始后就由显示器显示出参数值,在整个测量过程中,不断地显示出被测点的粗糙度参数值,测量过程完毕显示器回零。

轮廓仪能够直接地比较客观地稳定地显示出表面粗糙度的数值,同时,使用一些附件,还能对轴、孔、球、圆弧面等各种形状的表面进行测量,这些是光学仪器难以达到的。但是,由于是接触测量,为了保证可靠接触,导头要以一定的压力压向工件,触针也需一定的测力,这样对软的工件则容易产生划痕。现已有三维轮廓仪,可以“面”捕捉目标物的凹凸,瞬间测量大范围的立体形状,通过非接触方式可最快1秒测量毛刺等细微形状或表面粗糙度的粗糙度仪和轮廓测量仪。

功能

轮廓仪可测量各种精密机械零件的素线轮廓形状参数,角度处理(坐标角度,与Y坐标的夹角,两直线夹角)、圆处理(圆弧半径,圆心到圆心距离,圆心到直线的距离,交点到圆心的距离,直线到切点的距离)、点线处理(两直线交点,交点到直线距离,交点与交点距离,交点到圆心的距离)、直线度、凸度、对数曲线、槽深、槽宽、沟曲率半径、沟边距、沟心距、轮廓度、水平距离等形状参数。

工作原理

轮廓仪是一种两坐标测量仪器,仪器传感器相对被测工件表而作匀速滑行,传感器的触针感受到被测表而的几何变化,在X和Z方向分别采样,并转换成电信号,该电信号经放大和处理,再转换成数字信号储存在计算机系统的存储器中,计算机对原始表而轮廓进行数字滤波,分离掉表而粗糙度成分后再进行计算,测量结果为计算出的符介某种曲线的实际值及其离基准点的坐标,或放大的实际轮廓曲线,测量结果通过显示器输出,也可由打印机输出。轮廓仪是通过仪器的触针与被测表面的滑移进行测量的,是接触测量。其主要优点是可以直接测量某些难以测量到的零件表面,如孔、槽等的表面粗糙度,又能直接按某种评定标准读数或是描绘出表面轮廓曲线的形状,且测量速度快、结果可靠、操作方便。但是被测表面容易被触针划伤,为此应在保证可靠接触的前提下尽量减少测量压力。精度保证由液压或者气浮导轨等高精密装置完成电动轮廓仪按传感器的工作原理分为电感式、感应式以及压电式多种。仪器由传感器、驱动箱、电器箱等三个基本部件组成。

性能特点

1、高精度、高稳定性、高重复性:完全满足被测件测量精度要求。

1)选用国际领先的高精度光栅测量系统和高精度电感测量系统,测量精度高;

2)自主研发高精度研磨导轨系统,导轨材料耐磨性好、保证系统稳定可靠工作;

3)高性能线性电机驱动系统,保证测量稳定性高、重复性好;

2、智能化管理与检测软件系统:

仪器操作界面友好,操作者很容易即可基本掌握仪器操作,使用十分简便。

1)10多年积累的实用检定软件设计经验,向客户提供简洁、实用、快速的操作体验;

2)功能强大、自动处理数据、打印各种格式的检定报告,自动显示、打印、保存、查询测量记录;

3)测量范围广,可满足绝大多数类型的工件粗糙度轮廓测量;

4)可自动和手动选取被测段进行评定,可依据客户要求进行软件功能的定制;

5)纯中文操作软件系统,更好的为国内用户服务;

6)打印格式正规、美观。检定数据可存档,或集中打印,不占用检定操作时间;

7)本仪器采用计算机大容量数据库储存,可自动记录保存所有检定结果。

3、可进行多参数测量

粗糙度自动评价,包括Ra,Rz,Rp,Rt等。

4、测量力系统:

采用音圈电机测力系统,测力可实现从10~150mN连续可调,测力分辨力可达0.2mN;避免了老式砝码加载因周围环境振动带来的测力误差,降低了测力变化引起的测量误差

5、智能保护系统:

一旦出现主机与被测工件或夹具相撞、或测针在扫描过程中出现拉力过大,仪器会停止扫描保护测量系统和测针。

6、灵活手动控制:

仪器配置了操作杆,可在测量工件前对测针进行粗定位;在脱离电脑的情况下,让测针左右、上下快速移动。

主要优点

传感器的触针由金刚石制成,针尖圆弧半径为2微米,在触针的后端镶有导块,形成一条相对于工件表面宏观起伏的测量的基准,使触针的位移仅相对于传感器壳体上下运动,所以导块能起到消除宏观几何形状误差和减小纹波度对表面粗糙度测量结果的影响。传感器以链形式和驱动箱连接,能自由下落,从而保证导块始终与被测表面接触。TalySurf6采用的是电感式传感器,其工作原理简述如下。传感器的一端装有触针,其尖端表面与被测表面接触,当传感器以匀速水平移动时,被测表面的峰谷使探针产生上下位移,使敏感元件的电感发生变化,从而引起交流载波波形发生变化。

应用

轮廓仪广泛应用于机械加工、汽车、摩托车、精密五金、精密工具、切削刀具、模具、光学元件等行业。适用于科研院所、大专院校、计量机构和企业计量室。

在汽车、摩托车、制冷行业,可测汽车、摩托车、压缩机活塞活塞销齿轮气门顶杆的母线参数等。并可测量各种斜形零件的参数。

在轴承行业,可测内外套圈的密封槽形状(角度、倒角R、槽深、槽宽等);各种滚子轴承的滚子和套圈母线的凸度、角度、对数曲线; 电机轴、圆柱销、活塞销、滚针轴承圆柱滚子轴承Linear滚动体和套圈的直线度;球轴承沟道的沟曲率半径及沟边距;双沟轴承的沟心距;四点接触轴承(桃形沟)的沟心距和沟曲率半径等。相比传统一维点激光测量,新型的激光轮廓仪可以快速测量整个剖面,而不是几个有限的测量点,能更全面、精确的反映车轮、轨道表面轮廓情况,尤其适合精度及速度要求都很高的在线测量系统。采用新技术的系统已经逐渐成为国内外在线轮廓测量的主流趋势。

维护保养

1.测量结束,退出系统,关闭电脑,切断电源;

2.测量完毕后用棉花拈航空汽油清洗工作台及夹具,并涂油防锈;

3.仪器配件要注意防锈;

4.要定期(具体周期视环境定)清洁导轨,以保证导轨的精度。

适用范围

本系列仪器广泛应用于机械加工、电机、汽配、摩配、精密五金、精密工具、切削刀具、模具、光学元件等行业。适用于科研院所、大专院校、计量机构和企业计量室、车间。可测轴承、滚针、滚子、电机轴、曲轴、圆柱销、活塞销、活塞、气门阀门齿轮油泵油嘴、液压件、气动件、织布机配件等。

主要参数

导轨直线性系统精度:\u003c0.2μm/60mm

测量长度:\u003c100mm

Y量程:4mm

电感传感器:1/4096

光栅尺:X向分辨率1μm,全长误差±1.5μm

可测零件直径:内圈\u003c300mm,外圈可较大

气源压力:ㄒ0.45Mpa

环境要求:温度:10~30℃;相对湿度:\u003c85%

功率需求:约400W;交流220V±10%,50Hz

技术指标

1.X轴:

1)测量范围:0~200mm;

2)示值误差:±(0.8+2L/100)μm,其中L为水平测量长度,单位:mm;

3)分辨率:0.01μm;

4)直线度:2μm/200mm

5)测量速度:0.05~5mm/s;

6)移动速度:0~10mm/s;

2.传感器Z1轴:

1)测量范围:±25mm;

2)示值误差:±(1.6+|2H|/100)μm,其中H为垂直测量高度,单位:mm;

3)分辨率:0.01μm;

3.Z轴:

1)测量范围:0~450mm;

2)移动速度:0~10mm/s;

4.测量力:10~150mN;

5.爬坡能力:上坡77º,下坡83º;

6.仪器尺寸(长×宽×高):花岗石平板800×450×100mm;整机:850×500×1100mm;

7.仪器总重量:约150㎏;

8.使用环境:无强磁场,无振动,无腐蚀气体

工作温度:20℃±2℃

相对湿度:40-70%RH

9.电源:AC220,50HZ

10.功率:350w

11.传感器系统:进口高精度光栅测量系统

12.分辨力:0.01µm

13. 直线导轨:高精度研磨导轨

14.驱动装置:线性电机伺服电机控制

15.测量力系统:计算机自动控制

16.计算机:24"计算机

激光仪

激光轮廓仪使用激光扫描技术,具有高频率、高精度,可以对物体的轮廓、二维尺寸、二维位移进行精确和快速测量与检验的仪器,并且环境适应性强,作为精密测量仪器在铁路行业应用十分广泛。

测量车轮外形:无接触测量车轮外形,可以快捷准确地无直接接触测量车轮组参数。一个激光位移传感器ZLDS100沿着车轮外形作线性运动并记录表面数据,计算机通过记录扫描运行距离和激光距离数值得出车轮表面外形数据,以及特征变化参数,例如车轮轮缘厚度、高度、宽度,方位及车轮规格尺寸。并且,此系统同时应用于电车轨道和地铁轨道测量,向前向后运动并直接集成于同一车轮装备。另外,还作为一款车间移动激光车轮外形测量系统。

钢轨平整度测量:大型钢轨制造企业应用:采用无接触测量系统,在线激光测量钢轨表面不平整,并将最大和最小值数据采集在软件中,并与摸似手工测量长期比较,结果表明两种测量方法结果最大偏差仅为0.05毫米。不平整轨道需要重新打磨,打磨要求去除钢轨上凸硬部分还要降低成本

参考资料

3D轮廓仪 / 形状轮廓测量仪.基恩士 (中国) 有限公司官网.2024-03-23

用轮廓仪测量轴承套圈沟位置.www.jlck.cn.2016-03-18

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