高精度测量更长的距离


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现在,我参与了5至50英尺长的钢结构的制造。目前,我们使用花园商业卷尺来测量这些结构。在大多数情况下,我们的公差约为+/- 1/16英寸,没有任何问题。最近,我们正在尝试使某些物品具有很高的公差(至少+/- 1 / 32“,接近1/64”或.016“)此公差是出于视觉而非机械标准,但对我们的管理仍然非常重要。

我的问题是,我们如何才能以这种精度水平可靠地测量这些距离?我准备订购一些NIST可追溯的卷尺,但是我不清楚它们是否真的可以改善这种情况。是否还有其他技术或技术可以实际应用于制造环境?是否有足够的测量工具能够解决问题?成本显然是一个因素,但是我们更关注可重复性和健壮性,而不是价格。

我意识到这种容忍度对于大多数人来说都是荒谬的,但我想其他行业可能也必须执行类似的工作,也许是大型船舶或发电厂的发动机?


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太空探测器在太阳系郊区的位置以几厘米的精度进行测量……因此,这取决于您愿意投资多少以及要达到的精度。
SF。

Answers:


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在那种规模上获得这种精度并非易事,而且可能并不便宜。

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我见过的版本是相移干涉仪,它可以将激光发射到放置在表面上的金属球中的后向反射器上。它们被诸如波音/空中客车公司之类的人用来检查飞机制造的公差。

这些并不便宜,激光跟踪仪大约需要80,000美元。常规的测量激光测距仪便宜得多,但我不确定它们是否具有合适的精度。


但是,您列出的便携式CMM也受到臂长的限制。您可以四处移动,但仅在手臂静止时才有用。您开始在同一零件的两次测量之间移动它,您将获得无用的读数。
特雷弗·阿奇博尔德

谢谢Nivag,我认为这可能是我们正在寻找的东西。@TrevorArchibald,那么您是说我们需要将工具设置在固定位置上,抵靠某种参考表面,并始终从那里进行测量吗?那不是理想的,但是可以做到的。
Ethan48 2015年

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@ Ethan48是的,这就是Faro手臂的工作方式。它仍然具有很高的便携性,不需要每次移动时都进行校准,但是它会参考其基准进行所有计算,因此,如果基准移动,则您的测量将关闭。
Trevor Archibald

@TrevorArchibald是的,这就是我的观点。再次阅读它不是很清楚。将进行编辑。
nivag 2015年

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即使是最好的金属卷尺,也很可能在长距离内产生明显的热膨胀。

请尝试使用激光测量设备(“电子卷尺”):http : //www.engineersupply.com/Laser-Measurers.aspx

激光测距,将平板夹在物体上,以及一些已知厚度的垫片,应该是您在远距离上精确定位物体所需要的。


谢谢!我们当然可以使用激光磁带很长的距离,但是据我所知,即使是徕卡相机也只能保证+/- .040,这并不比我们获得的精确度高。在此附近,热膨胀无疑变得非常重要。幸运的是,我们商店的温度调节得很好,因此可以控制。我读到热膨胀系数为6.7x10 ^ -6,我认为在50'上每度表示.004“。更重要的是,由于带和结构都是钢(且方向相同),因此不会他们会以同样的方式扩张吗?这是一个幼稚的声明吗?
Ethan48'2

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如果它们都是相似的钢种,则它们的膨胀量应该非常相似。我同意你的〜0.004" /度的F数如果激光设备是不够准确的,所有我能想到的是某种疯狂的斐索实验的反向进行。
user2790167

是的,这也是我到目前为止提出的最好的结果,但是显然不是很实用。据我了解,这就是他们首先校准母带的方式。
Ethan48 2015年

您如何知道测量的准确性/误差?
SF。

@SF,我就不在一个可追溯的意义,但我们已经检查选择针对15"微米标准的磁带,也对对方大钢件得到一个整体感。
Ethan48

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为了获得长距离的高精度,通常使用常规测量技术。您使用全站仪(这样),一次即可获得1.5mm的精度。他们不是激光卷尺。重复设置/读数并进行一些统计更正后,您可以轻松地将其降至1mm以下。还要注意,它们不受任何胶带的热膨胀的影响,但当然会受到影响。虽然也可以通过数学补偿来实现。

好消息是您不必购买全站仪。您可以租几天。更好的是(视预算而定)是请一位调查人员帮您完成这项工作。考虑使用这种工具包所需的经验,这可能是可行的方法。新手需要一天的时间才能准确地站起来。我认为您所要求的准确性可以以合理的成本实现。


好,有趣。因此,仪器本身可以达到我想超越的1/16英寸公差,但是您是说通过多次测量,有几种方法可以使测量精度更高?
Ethan48

@ Ethan48是的。这与测量雪茄的长度相同。重复测量10次并取平均值。您将获得比单次测量更高的精度。我曾经在山上度过了整整一天的时间,读了100份类似于这个工具包的书。
保罗·乌萨克

您的问题将是技术和经验。全站仪非常复杂,很可能无法在整个制造过程中进行设置。它必须被抵消。这导致了几何图形和误差分散技术的减少。您可能会实现root(n)精度改进,其中n是读数(回合)数。然后,考虑到了构件的热运动。最好是让一个人呆一天。
保罗·乌萨克

是的,我全心全意地引进知识渊博的人。我以前的理解是统计方法可以增加对度量的置信度,但实际上并不能提高准确性,但这并不是我真正研究的领域。
Ethan48
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