产品对比
一、目前已知用于机床精度测量的仪器
1.产品汇总
| 产品类型 | 测量精度 |
|---|---|
| 百分表 | 0.01mm |
| 光栅尺（增量式/绝对式） | ±1um/1000mm |
| 水平尺 | ±0.5mm/1000mm |
| 无线球杆仪 | ±1.25um |
| 激光干涉仪 | ±0.5um/1000mm |
| 便携式绝对关节臂测量机 | 0.05mm |
| 激光追踪仪 | ±15um/1000mm |
二、产品简要介绍
2.1、百分表
将被测尺寸引起的测杆微小直线移动，经过齿轮传动放大，变为指针在刻度盘上的转动，从而读出被测尺寸的大小。百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动，将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量器具。
2.2、光栅尺
- 增量式
- 绝对式
增量式光栅：由周期性刻线组成。位置信息的读取需要参考点，通过和参考点的对比，来计算移动平台所在的位置。由于必须用绝对参考点确定位置值，因此增量光栅尺上，还刻有一个或多个参考点。由参考点确定的位置值，可以精确到一个信号周期，也就是分辨率。
绝对式光栅：绝对位置信息来自光栅码盘，它由一系列刻在尺子上的绝对码组成。所以，编码器通电时，就可立即得到位置值，并随时供后续信号电路读取，不用移动轴，执行参考点回零操作。
对比：
| 增量式 | 绝对式 |
|---|---|
| 最大扫描速度取决于接收电子装置的最大输入频率，最大频率已固定，提高分辨率将导致最大速度相应降低 | 可确保高速和高分辨率运行，位置根据需求和使用串行通信确定。 |
2.3、水平尺
水平尺是利用液面水平的原理，以水准泡直接显示角位移，主要用来检测或测量水平和垂直度，可分为铝合金方管型、工字型、压铸型、塑料型、异形等多种规格；；水平尺材料的平直度和水准泡质量，决定了水平尺的精确性和稳定性。
2.4、无线球杆仪
球杆仪：具有操作简单、携带方便的特点，其工作原理是将球杆仪的两端分别安装在机床的主轴与工作台上(或者安装在车床的主轴与刀塔上)，测量两轴插补运动形成的圆形轨迹，并将这一轨迹与标准圆形轨迹进行比较，从而评价机床产生误差的种类和幅值。
可测量项如下
- 反程间隙误差
- 垂直度测量
- 伺服滞后
- 直线度测量
- 设备及伺服振动
2.5、激光干涉仪
激光干涉仪：以激光波长为已知长度，利用迈克耳逊干涉系统测量位移的通用长度测量。
- 按激光可分为单频和双频两类
- 按接触可分为接触式和非接触式
单频激光干涉仪：从激光器发出的光束，经扩束准直后由分光镜分为两路，并分别从固定反射镜和可动反射镜反射回来会合在分光镜上而产生干涉条纹。当可动反射镜移动时，干涉条纹的光强变化由接受器中的光电转换元件和电子线路等转换为电脉冲信号，经整形、放大后输入可逆计数器计算出总脉冲数，再由电子计算机按计算式[356-11]式中λ为 激光波长(N 为电脉冲总数)，算出可动反射镜的位移量L。使用单频激光干涉仪时，要求周围大气处于稳定状态，各种空气湍流都会引起直流电平变化而影响测量结果。
双频激光干涉仪：
在氦氖激光器上，加上一个约0.03特斯拉的轴向磁场。由于塞曼分裂效应和频率牵引效应, 激光器产生1和2两个不同频率的左旋和右旋圆偏振光。经1/4波片后成为两个互相垂直的线偏振光,再经分光镜分为两路。一路经偏振片1后成为含有频率为f1-f2的参考光束。另一路经偏振分光镜后又分为两路：一路成为仅含有f1的光束,另一路成为仅含有f2的光束。当可动反射镜移动时,含有f2的光束经可动反射镜反射后成为含有f2 ±Δf的光束，Δf是可动反射镜移动时因多普勒效应产生的附加频率,正负号表示移动方向(多普勒效应是奥地利人C.J.多普勒提出的，即波的频率在波源或接受器运动时会产生变化)。这路光束和由固定反射镜反射回来仅含有f1的光的光束经偏振片2后会合成为f1-(f2±Δf）的测量光束。测量光束和上述参考光束经各自的光电转换元件、放大器、整形器后进入减法器相减,输出成为仅含有±Δf的电脉冲信号。经可逆计数器计数后，由电子计算机进行当量换算（乘 1/2激光波长）后即可得出可动反射镜的位移量。双频激光干涉仪是应用频率变化来测量位移的，这种位移信息载于f1和f2的频差上，对由光强变化引起的直流电平变化不敏感，所以抗干扰能力强。它常用于检定测长机、三坐标测量机、光刻机和加工中心等的坐标精度，也可用作测长机、高精度三坐标测量机等的测量系统。利用相应附件，还可进行高精度直线度测量、平面度测量和小角度测量。
| 非接触式激光干涉仪特点 | 接触式激光干涉仪特点 |
|---|---|
| 不需要靶镜，可以实现对目标物的直接测量 | 需要安装靶镜 |
| 可以用于不方便安置靶镜的被测量 | 调试设备效准时间更长 |
| 对被测物体的表面的反射率无严格要求 | 对于空间狭小的位置可能不便安装靶镜 |
| 无外部光学器件，操作更方便 | ........................... |
可用于的测量项
| 1.机床导轨的平行度 |
|---|
| 2.旋转轴的测量 |
| 3.垂直度的测量 |
| 4.角度测量 |
| 5.直线位移量 |
2.6便携式绝对关节臂测量机
关节臂测量机的定义:
关节臂测量机仿照人体关节结构，以角度基准取代长度基准,由几根固定长度的臂通过绕互相垂直轴线转动的关节(分别称为肩、肘和腕关节)互相连接,在最后的转轴上装有探测系统的坐标测量装置。
与传统的三坐标测量机相比：
- 关节臂式坐标测量机具有体积小、质量轻、便于携带
- 测量灵活、测量空间大、环境适应性强、成本低
- 关节臂测量机的精度比传统的框架式三坐标测量机精度要略低
- 精度一般为10微米级以上
适用测量静态坐标误差
| 关节臂分类： | 1 | 2 |
|---|---|---|
| 按轴分类 | 6轴 | 7轴 |
| 接触方式 | 接触式 | 非接触式 |
2.7、激光追踪仪
激光跟踪测量系统（Laser Tracker System）是工业测量系统中一种高精度的大尺寸测量仪器。它集合了激光干涉测距技术、光电探测技术、精密机械技术、计算机及控制技术、现代数值计算理论等各种先进技术，对空间运动目标进行跟踪并实时测量目标的空间三维坐标。它具有高精度、高效率、实时跟踪测量、安装快捷、操作简便等特点，适合于大尺寸工件配装测量。
激光跟踪测量系统基本都是由激光跟踪头（跟踪仪）、控制器、用户计算机、反射器（靶镜）及测量附件等组成。
激光跟踪测量系统的工作基本原理：是在目标点上安置一个反射器，跟踪头发出的激光射到反射器上，又返回到跟踪头，当目标移动时，跟踪头调整光束方向来对准目标。同时，返回光束为检测系统所接收，用来测算目标的空间位置。简单的说，激光跟踪测量系统的所要解决的问题是静态或动态地跟踪一个在空间中运动的点，同时确定目标点的空间坐标。
激光跟踪仪的特点：
- 便携性
- 无线数据传输
- 超大范围测量
- 狭窄空间可用
- 集成环境误差补偿系统
- 支持多种型号靶标
三、各厂家产品介绍、对比
3.1位移传感器
3.1.1激光位移传感器
| 产品型号 | 重复定位精度 | 测量范围 |
|---|---|---|
| IL-S025 | 1μm | 10mm（基准距离：25mm） |
- 可用于测量设备旋转轴的径向跳动和端面跳动
规格：
| 支持的输出格式 | 模拟 | RS-232C | BCD | DeviceNet | EtherNet/IP |
|---|---|---|---|---|---|
| 电压/电流 |
3.1.2激光同轴位移计
测量范围（CL-P007为例）：
- 适用于测量旋转轴的径向、端面跳动
规格参数：
3.1.3激光位移传感器和激光同轴位移计对比
| 产品/参数 | 体积 | 受光垂直度 | 精度 | 输出方式 | 测量空间 | 价格 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 激光位移传感器 | v | 要求垂直度高 | 1μm | 5种 | 大 | 1W+ |
| 激光同轴位移计 | 1/50v（是激光位移计的五十分之一） | 部分受光也能测量 | 0.25μm | 7种 | 小 | 3W+ |
3.2无线球杆仪
3.2.1API无线球杆仪
API无线球杆仪的主要参数
| 通讯 | 电池时长 | 分辨率 | 精度 | 测量范围 | 采样率 | 价格 |
|---|---|---|---|---|---|---|
| 蓝牙 | 8h | 0.075μm | 0.5μm | 1.5mm | 1000hz | 5w-10w |
3.2.2雷尼绍无线球杆仪
| 通讯 | 分辨率 | 精度 | 测量范围 | 采样率 | 价格 |
|---|---|---|---|---|---|
| 蓝牙 | 0.1μm | 1.25μm | 1mm | 1000hz | 10w-16w |
浙公网安备 33010602011771号