三坐标测量机对使用环境要求和设置

三坐标测量机对使用环境要求

振动要求

振动是我们日常工作中最不易被发现的影响测量设备精度的参数，振动多产生于大型的加工设备（冲压设备等），或者是力学检测设备（拉力机等）。三丰三坐标要求的标准设置环境下规定振动度为：频率在10Hz以下的最大振幅：2μm。10~50Hz内振动加速度：4*10^-3μmM/s^2。

尽量远离振动源是选择实验室的关键要素之一，若现场无法找到符合规定的安装场所，可通过在实验室挖掘防震沟，或者通过在设备上追加空气防震垫来实现降低振动对设备的影响。当然，对于更高精度的测量设备，如LEGEX，STARTO，HYPER，ULTRA来说，设置场所的环境要求是更加严格。如果您需要更多了解，可以参考三丰公司的关于环境设置的建议。

除了温度，振动这两个影响测量精度的参数以外，设置场所的湿度、灰尘也会对测量设备的使用寿命有所影响。

湿度要求

就湿度来说，若湿度过大，则会导致测量设备，金属部件生锈，导致运动不畅，加速导轨，丝杠，马达的负担，加快部件的老化。但是湿度过低的情况会使得测量室内灰尘增加，可能导致测量设备各通风位置遭灰尘堵塞，影响散热状态，使得马达，电路基板散热不良，从而加速以上部品的老化速度。

综上，湿度过高或者过低都会影响测量设备的寿命。建议实验室内保持在55%-65%是最好的湿度状态。

电磁环境

实验室内的电磁环境也应格外注意，因为目前大部分测量设备的信号均是以电子信号传输，若电磁环境异常的状态会导致信号传输异常，进而影响测量设备的精度甚至会导致硬件发生故障。

光照因素

阳光是实验室一个容易被忽视的要素，但是它确实也能带来一些对测量不好的影响。首先从太阳照射的角度来看，若阳光照射在光学设备，影像设备上则会导致阳光影响测量的影像产生偏差，进而使测量精度发生异常。对非光学设备照射时，又会对设备的本身温度产生影响，造成局部地区温度与整体温度偏差的情况，这种情况同样会对测量精度产生影响，所以控制阳光的照射也是实验室应该注意的事项。

三坐标测量机的环境设置

CMM设置环境里的温度

问及到标准的测量室温度，如果只回答说为”20℃±2℃”，是不全面的。温度环境实际上不单只有温度范围这一个项目，还包括温度变化量和温度梯度变化量这两个参数，如下图：

01温度范围

首先，不探究三坐标测量机是否追加了温度补偿装置*，以及在不同温度情况下使用测量设备产生的精度变化。单从20℃±2℃这个温度范围来说，也会让操作者产生一种是不是就在使用过程中测量室空调调整到这个温度，那测量过程就是在标准环境下进行的测量，得到的数据就是标准温度下测量出来的数据这样的想法。

从用户的角度来说，上述的解读无疑是一种最简单就能控制实验室环境的方法。但是从实际操作上来说，这种方法是不可取的。

02温度变化量

温度变化量分为每小时温度变化量以及24小时内的温度变化量两种参数。

这种温度参数会影响在不同时间内设备本体的温度。这种参数不仅对设备本体的测量精度会有影响，当在极端温度变化的时候，甚至会对设备的使用造成影响，为了不产生温度变化，最好的方法是使测量室恒温。这里的恒温，不单单是指工作的8小时，而应该是24小时的恒温。

03温度梯度变化量

温度的梯度变化量是另一个对于测量精度产生影响的参数，若是超过温度的梯度变化量则会造成测量设备本体温度分布不平均，会导致影响测量偏差随测量长度变化产生偏差。对应这种温度梯度变化量一般的解决方案是不让空调直吹测量设备，因为空调风对机器的吹风角度不同，会导致设备各部位的温度不一致，同时在设置设备时，设备顶端距离屋顶应该留有100mm以上的通风空间。

±2℃的温度变化在测量过程中略显苛刻，大多测量设备厂家会采用一些办法进行温度补偿。三丰三坐标测量机通过搭载的温度补偿系统可实现在“16℃~26℃”温度条件下的精度保证。

*温度补偿系统

温度补偿系统是通过使用永久安装在光栅尺上的温度传感器以及搭载在工件上的温度传感器，同时监测光栅尺和工件的温度，在输出测量结果到控制器之前，通过计算工件材料膨胀系数以及CMM光栅尺的热膨胀系数，将测量结果修正到在20ºC 时的测量值。

这比起只对光栅尺进行温度补偿的方案来说，采用同时对光栅尺和工件进行温度补偿的系统，精度则更容易得到保证。

温度补偿系统示意图