準(zhǔn)確定量地測(cè)量C面形狀的方法

準(zhǔn)確定量地測(cè)量C面形狀的方法

近年來(lái)，不僅是金屬材料，人們還常常對(duì)以輕量、強(qiáng)度高的CFRP（碳纖維增強(qiáng)樹(shù)脂）和強(qiáng)化玻璃等作為材料的部件和產(chǎn)品的角（邊緣）實(shí)施倒角加工，使其加工成C面。除了防止存在齒輪等接觸部分的機(jī)械部件發(fā)生邊緣磨損以外，有時(shí)對(duì)手表、筆記工具以及智能手機(jī)、平板電腦、可穿戴終端等人接觸的產(chǎn)品也會(huì)實(shí)施該加工。
為了檢查要求高精度倒角加工的部件是否正確完成加工，必須實(shí)施高精度的定量測(cè)量。本頁(yè)面將介紹C面圖紙標(biāo)記等基礎(chǔ)知識(shí)，以及實(shí)現(xiàn)高精度加工的測(cè)量所存在的課題與解決方法。

■何謂C面

將高強(qiáng)度材料實(shí)施剪切加工或沖裁加工時(shí)，由于端部變得非常鋒利，會(huì)進(jìn)行倒角加工（邊緣處理）。倒角加工分為數(shù)種，且倒角部分形狀各有不同。斜向切削角稱(chēng)為“C面倒角"。其它還有將角加工成弧度的“R面倒角"、細(xì)微調(diào)整加工的“線倒角"等。

■C面的圖紙記載

C面在圖紙上常用“C"和“數(shù)字"表示，例如“C5"、“C10"?！癈"表示chamfering（倒角），一般指45度C面。旁邊的數(shù)字是切除邊的尺寸（長(zhǎng)度：mm）。它的含義是，以邊的尺寸（長(zhǎng)度）切除與其相交的直角等腰三角形后的“45度C面"。例如，“C3"的圖紙標(biāo)記和加工內(nèi)容如下所示。

一般來(lái)說(shuō)，當(dāng)C面角度不是45度時(shí)，用角度和尺寸進(jìn)行標(biāo)記。例如，C面角度是25度，倒角部分的邊長(zhǎng)度是1.5 mm時(shí)，如下所示。

■C面加工深度的計(jì)算方法

如，以對(duì)端部呈45度的角度對(duì)準(zhǔn)工具或加工目標(biāo)物，切削制作C面時(shí)，通過(guò)計(jì)算距離端部的深度，可以得知需要切削多深。
把希望切削的深度設(shè)為“D"。在“C1"的情況下，可以用以下計(jì)算公式求得切削深度。

D＝1.0÷√2≒0.7（mm）

想要求得的深度D相當(dāng)于將以1 mm × 1 mm的邊夾住的直角等腰三角形一分為二后，長(zhǎng)邊為1.0的直角等腰三角形的短邊。

直角等腰三角形的各邊比例是1:1:√2。
簡(jiǎn)化后如下。

D≒0.7（mm）

只要記住這個(gè)值，即可簡(jiǎn)單求出從45度方向切削邊緣的深度，例如，“C4"時(shí)深度是D×4≒2.8。

■接觸式測(cè)量?jī)x在C面測(cè)量方面存在的課題

確認(rèn)是否已通過(guò)C面加工獲得期望尺寸（公差范圍內(nèi)）和形狀是非常重要的。C面是立體形狀，因此要求高精度、定量的3D形狀測(cè)量。
但是，在用接觸式的三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x、形狀輪廓測(cè)量?jī)x、游標(biāo)卡尺、測(cè)量量具等進(jìn)行測(cè)量時(shí)，出現(xiàn)了難以準(zhǔn)確測(cè)量等各種課題。

?使用三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x測(cè)量C面的課題

一般來(lái)說(shuō)，三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x用接觸件接觸目標(biāo)物的3至6點(diǎn)，制作虛擬面來(lái)測(cè)量C面，但存在如下課題。

·       例如，當(dāng)C面部分面積很小，只有1 mm2時(shí)，要用探頭對(duì)準(zhǔn)該位置，制作虛擬面并準(zhǔn)確測(cè)量，是極為困難的。

·       若需測(cè)量微小部分的三維形狀，需要執(zhí)行在三坐標(biāo)測(cè)量?jī)x上讀取CAD圖紙等繁瑣操作。這種測(cè)量?jī)x要求操作人員具有一定程度的熟練度，因此使用CAD圖紙需要更復(fù)雜、難度更高的操作。

如上所述，并不是每位現(xiàn)場(chǎng)人員都能準(zhǔn)確測(cè)量，因此成為一大難題。此外，因?yàn)槭歉鶕?jù)虛擬面的交點(diǎn)來(lái)測(cè)量C面，所以無(wú)法反映出實(shí)際形狀。

?使用形狀輪廓測(cè)量?jī)x測(cè)量C面的課題

對(duì)于想要測(cè)量的C面形狀，形狀輪廓測(cè)量儀必須在垂直方向上準(zhǔn)確描畫(huà)測(cè)量線。因此存在以下課題。

·       將樣品固定于夾具、對(duì)樣品實(shí)施水平調(diào)整等作業(yè)十分耗時(shí)。

·       為了準(zhǔn)確地實(shí)施水平調(diào)整，必須具備形狀輪廓測(cè)量?jī)x的相關(guān)知識(shí)和技能。

·       使針按照預(yù)期通過(guò)的作業(yè)非常困難，針的微小偏移就會(huì)造成測(cè)量值偏差。

?使用C面游標(biāo)卡尺和量具測(cè)量C面的課題

利用C面游標(biāo)卡尺、C面測(cè)量量具等手動(dòng)工具，可以非常輕松地測(cè)量。但是存在發(fā)生測(cè)量誤差、測(cè)量值有偏差等諸多因素。
例如，使用游標(biāo)卡尺和量具進(jìn)行測(cè)量時(shí)，手按住測(cè)量位置的力（測(cè)量力）、測(cè)量位置偏差等各種度的把握因人而異。這會(huì)造成測(cè)量值發(fā)生偏差，難以實(shí)現(xiàn)定量測(cè)量。

■C面測(cè)量的課題解決方法

如果重新審視使用的接觸式測(cè)量?jī)x所存在的課題，可發(fā)現(xiàn)某個(gè)共同點(diǎn)。那就是，對(duì)于立體的目標(biāo)物和測(cè)量位置，總是在以點(diǎn)或線接觸的同時(shí)進(jìn)行測(cè)量。

為解決這些測(cè)量課題，基恩士開(kāi)發(fā)了3D輪廓測(cè)量?jī)x“VR系列"。以非接觸的方式，以面為單位來(lái)準(zhǔn)確捕捉目標(biāo)物的3D形狀。最快1秒完成載物臺(tái)上目標(biāo)物的3D掃描，高精度地測(cè)量三維形狀。因此，測(cè)量結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生偏差，可瞬間實(shí)施定量測(cè)量。具體優(yōu)點(diǎn)如下。

?優(yōu)點(diǎn)1：不會(huì)產(chǎn)生偏差

對(duì)于掃描后的3D形狀數(shù)據(jù)，可在電腦畫(huà)面上使用豐富的輔助工具，在各位置準(zhǔn)確描畫(huà)垂直的輪廓線，因此測(cè)量結(jié)果不會(huì)產(chǎn)生偏差。

只要對(duì)目標(biāo)物掃描過(guò)一次，即可測(cè)量與過(guò)去測(cè)量時(shí)不同位置的輪廓（截面形狀）。無(wú)需特意再次準(zhǔn)備相同個(gè)體重新測(cè)量。此外，還可以利用以往的數(shù)據(jù)，對(duì)批次、加工條件、材料等不同的相同形狀工件輕松進(jìn)行差分檢查。

?優(yōu)點(diǎn)2：無(wú)需在意位置，放置于載物臺(tái)即可

測(cè)量所需的作業(yè)是，將目標(biāo)物放置到載物臺(tái)上，然后只需按下按鈕即可。無(wú)需嚴(yán)格定位等預(yù)先準(zhǔn)備，即使沒(méi)有測(cè)量?jī)x的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，也能立即實(shí)施高精度測(cè)量。

與接觸式測(cè)量?jī)x不同，可提取載物臺(tái)上放置的目標(biāo)物的特點(diǎn)，自動(dòng)補(bǔ)正位置。省去了耗時(shí)耗力的、嚴(yán)格的位置調(diào)整工作。因此，測(cè)量作業(yè)無(wú)需配置專(zhuān)人操作，不熟悉操作的人員也可輕松快速地完成測(cè)量。

?優(yōu)點(diǎn)3：高速、高精度地測(cè)量

最快1秒內(nèi)即可一鍵完成測(cè)量。用接觸式測(cè)量?jī)x測(cè)量十分耗時(shí)，難以增加測(cè)量數(shù)，而該產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)了測(cè)量數(shù)的大幅增加。

快速簡(jiǎn)單地測(cè)量目標(biāo)物，因此除了對(duì)高精度3D形狀測(cè)量進(jìn)行開(kāi)發(fā)和試驗(yàn)以外，還可用于抽取檢測(cè)、小批量和高附加值產(chǎn)品的全數(shù)檢測(cè)。不僅能抑制不良品流出，還能通過(guò)簡(jiǎn)單操作制作報(bào)告，因此不會(huì)浪費(fèi)工時(shí)，為取得信賴(lài)做出貢獻(xiàn)。

■總結(jié)：3D掃描儀可飛躍性地改善C面測(cè)量并提升效率

采用“VR系列"，可通過(guò)高速3D掃描，以非接觸的方式迅速、準(zhǔn)確地測(cè)量目標(biāo)物的3D形狀，解決接觸式測(cè)量?jī)x所存在的課題。

·       消除了人為導(dǎo)致的測(cè)量值偏差，實(shí)現(xiàn)定量測(cè)量。

·       無(wú)需定位等操作，實(shí)現(xiàn)只需在載物臺(tái)上放置目標(biāo)物后按下按鈕的簡(jiǎn)單操作。避免了配置專(zhuān)人執(zhí)行測(cè)量作業(yè)。

·       簡(jiǎn)單、快速、高精度地測(cè)量3D形狀，因此可在短時(shí)間內(nèi)測(cè)量多個(gè)目標(biāo)物，有助于提升質(zhì)量。

另外，還能進(jìn)行簡(jiǎn)單分析，例如與3D形狀數(shù)據(jù)和CAD數(shù)據(jù)的比較、公差范圍內(nèi)的分布等，因此可有效應(yīng)用于產(chǎn)品開(kāi)發(fā)和制造的趨勢(shì)分析、抽取檢測(cè)等各種用途。

基恩士 3D輪廓測(cè)量?jī)xVR-6000系列

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