現代數控機床車間的基本計量工具

計量學是測量的科學。在數控加工中，需要在整個生產過程中應用計量原理，以確保根據規定公差將每個零件加工成正確的尺寸和形狀。

拿一把尺子或一根卷尺，在上面標出英寸或毫米是很簡單的。但測量數控加工零件的尺寸——許多零件的公差小于+/-.001英寸——完全是另一回事。當你處理這么小的測量時，你需要有復雜的測量工具，以及使用它們的知識。

每個數控機床車間將根據其工作的類型、數量和質量使用不同的計量工具。可用工具的多樣性在很大程度上決定了設施的整體能力。

以下是您可以在現代機械車間找到的計量工具列表：

平板

平板是用作垂直（Y軸）測量參考點的平面。只有正確校準并保持完美的形狀，它們才有用。由于花崗巖表面光滑，隨溫度變化的膨脹和收縮程度較低，因此它通常是面板的首選材料。

通止規

通止規測量零件，確保其在規定公差范圍內。“不通過”部分表示公差范圍的一端，“通過”部分表示另一端。

例如，在塞規中，“通”端應適合孔，而“不通”端不應適合孔。

卡鉗

卡鉗的形狀、尺寸和復雜程度各不相同。無論是哪種類型，卡鉗都使用相同的原理進行測量：允許兩個相對的尖端停在測量距離的開始和結束處。用于測量度數的普通量角器也是一種卡尺。

游標卡尺

游標卡尺最早完善于17世紀，它由一個平面桿組成，兩個相對的尖端沿其滑動。尖端之間的距離使用精確分級的標尺測量。

刻度卡尺

刻度卡尺的功能類似于游標卡尺，但在一個簡單的刻度盤上顯示測量值，使其更易于閱讀。

數字卡鉗

與撥號卡鉗一樣，數字卡鉗提供了一個易于閱讀的顯示器——在本例中，是一個數字屏幕。

千分尺

千分尺使用一個校準過的螺釘，連接到一個隨著螺釘順時針或逆時針轉動而移動的刻度上。許多千分尺的外觀和功能與卡鉗相似，但它們可以有多種形狀。

卡尺千分尺

由框架連接的兩個相對部分組成的任何千分尺的一般說明；通常在外觀上類似于游標卡尺，但用螺釘代替扁桿。

孔徑千分尺

連接在孔徑規上的千分尺，用于測量孔的尺寸和形狀。

深度千分尺

用于測量任何凹槽、孔或槽深度的千分尺。

氣壓計

氣壓計使用壓縮空氣測量物體的尺寸。它們最早出現在20世紀40年代，經過改進，成為機床車間最值得信賴的精密測量工具之一。氣量計的功能是將空氣從專門校準的噴嘴中噴射出來，并記錄空氣返回多個傳感噴嘴的速率。因此，他們能夠讀取測量工具和被測量對象之間的氣流。

三坐標測量機（CMM）

可追溯到20世紀50年代，三坐標測量機是一種機械設備，旨在實現測量各個方面的自動化。它們的形狀通常像倒置的“U”，腿在平板的兩側移動。探頭還沿“U”橋兩側移動，以及上下移動，允許測量X、Y和Z軸。

當涉及到“探頭”組件或通過接觸或接近直接測量對象的附件時，坐標測量機差異很大。最初，所有探針都是機械式的，通過與表面直接接觸來記錄坐標。最近開發的光學探頭有一個類似相機的部件，可以在指定坐標處掃描圖像，記錄圖像對比度的變化，以確定準確的測量值。

現代探測器使用激光或白光掃描物體，一次記錄數千個數據點。該技術使得與CAD軟件集成并生成具有高精度的零件虛擬三維模型成為可能。

激光掃描臂

最先進的機器車間可以利用激光掃描臂將計量提升到一個新的水平。這些設備是便攜式三坐標測量機的一種，允許計量學家同時測量大范圍的尺寸，并且每秒能夠進行數百萬次計算。更基本的坐標測量機需要耗時的校準和數十次測量，但激光掃描臂通過自動從物體上的數千個點進行測量來節省時間。

當需要全面考慮零件時，激光掃描臂尤其有用——如逆向工程或精確定位未知來源的缺陷。

計量與數控加工

在計量學的所有實際應用中，數控加工可能是對我們的經濟最重要的應用之一。無論機械車間是生產全機加工零件還是精加工鑄件，他們的工作都是生產線的終點。這是零件投入使用或與零件系統集成之前的最后一站。

隨著加工零件的應用日益復雜，加工公差也必須收緊以跟上步伐。金屬鑄造的創新在整個制造過程中允許更嚴格的公差，但在交付最精確和最精密的零件方面，要走在創新的最前沿，仍取決于數控機床車間。