轮廓仪操作.docx

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轮廓仪操作

轮

廓

仪

使

用

说

明

书

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审核：

第八章轮廓仪常见故障及解决方案

8.1设备运行及测量过程中常见的问题及解决方法………………………………………26

第一章轮廓仪的测量原理及结构、功能

1.1轮廓仪的测量原理

轮廓仪又叫轮廓测量仪，轮廓测量仪是测量各种机械零件素线形状和截面轮廓形状的精密设备。

它的工作原理是轮廓仪测量工件表面轮廓时，将传感器放在工件被测表面上，由仪器内部的驱动机构带动传感器沿被测表面做等速滑行，传感器通过内置的锐利触针感受被测表面的几何形状变化，此时工件被测表面的几何形状变化引起触针产生位移，该位移使传感器电感线圈的电感量发生变化，从而在相敏整流器的输出端产生与被测表面轮廓成比例的模拟信号，该信号经过放大及电平转换为数字信号进入数据采集系统。

计算机对原始轮廓进行分析和计算。

表面轮廓测量仪属于一种形状测量仪，采用的是触针法。

1.2轮廓仪整体结构

包括主机配置和窗口程序。

1.2.1主机配置

分为两个部分：

测量部分和数据处理部分

1.2.1.1测量部分

柱杆手动旋钮

手动使探针上下移动

包括检测器、驱动部、测量台立柱、测量台基座、除振台、架台等。

⑴测量台基架：

用来安装需要测量的工件。

⑵测量台柱杆：

使探针上下移动。

⑶柱杆手动旋钮：

手动使探针上下移动。

⑷测量面板：

用于操作测量部分。

⑸驱动部分：

将探针沿着测量方向驱动的装置。

⑹驱动方向指示灯：

驱动方向侧指示灯亮灯。

⑺驱动部分手动旋钮：

用手动方法进行传感器的左右移动。

⑻驱动部分手动旋钮切换开关：

按下此开关，便可切换驱动部分的手动旋钮的有效、无效。

⑼检测器：

用来获取Z轴形状数据。

⑽探针杆：

用来安装探针。

⑾探针：

用来探测工件表面。

⑿测量力调整配重：

为了调整测量力大小的配重。

⒀测量力微调紧固螺钉：

用于调整测量力调整平衡块的平衡螺钉。

1.2.1.1-（12）测量力配重的调整

步骤：

①将测量力调整配重的对刻度面与本体针杆的刻度中央位置对齐。

②使平衡块向左右方向移动，将触针悬臂调整至平衡（向前移动4小格），在此状态下测量力为零，此时观察Z值接近于零即可，一般不可能达到绝对零。

③向下方向测量时，请将测量力调整配重向左移动一个刻度，测量力将变成10毫牛。

④向上方向测量时，请将测量力调整配重向右移动一个刻度，测量力将变成10毫牛。

注：

1.通常的测量以10毫牛的测量力进行。

2.标准针杆和长度不同的针杆，其测量力与刻度都不同。

1.2.1.1.1操作面板

⑴驱动部分微动旋钮：

按顺时针在X轴正方向，按逆时针在X轴负方向能够使检测器进行微量移动。

⑵操纵杆：

用于电动操作，使触针进行上下移动和X轴方向的移动。

⑶FAST键（即快速按钮）：

在操纵杆操作中同时按着该按钮，能够使“立柱”和“检测器测量方向”进行高速移动。

⑷缩回按钮：

产生缩回功能的动作。

若在缩回时按该按钮，缩回被解除。

※缩回功能系指使触针顶端从工件产生避让动作的机构。

⑸测量开始按钮：

开始测量。

⑹停止按钮：

中断测量。

⑺回程按钮：

粗糙度测量专用。

⑻紧急停止按钮：

若按下此按钮便紧急停止。

解除紧急停止时，请按逆时针方向转动。

⑼测量模式切换按钮：

切换粗糙度、轮廓度形状测量模式。

由于我们公司将粗糙度仪和轮廓度仪分开使用了，所以此按钮无效。

⑽Y轴驱动移动按钮：

用于电动操作Y轴驱动部。

1.2.1.2数据处理部分

包括驱动器单元、数据处理部、打印机、键盘、鼠标。

驱动器单元：

①电源开关：

将开关倒向“|”侧，则接通电源。

②指示灯：

接通电源期间一直亮着。

数据处理部：

内部是一些数据收集板

1.2.2计算机系统

包括测量窗口、分析窗口、打印窗口和管理窗口。

测量窗口

↓测量数据

↖↘

分析窗口←→管理窗口

↓分析数据↗↙

打印窗口

（1）测量窗口：

可进行测量条件的设定、柱杆及驱动部的控制及开始测量等。

功能：

①测针校验

②测量的执行

③测量条件的设定

④柱杆的控制

⑤驱动部的控制

（2）分析窗口：

分析条件的设定、对所测量的形状进行计算处理、保存为文件。

功能：

①测量数据的计算处理

②测量数据的文件读入/保存

③计算结果（参数）、形状设计值得比较

（3）打印窗口：

对形状数据、计算结果、测量条件、说明等打印页面进行编辑和打印。

功能：

①分析结果的打印

②打印页面的编辑

③打印页面及数据文件的保存、读入

（4）管理窗口：

自动测量的控制及自动测量步骤的记忆、编辑。

功能：

①各窗口操作步骤的记忆

②操作步骤的编辑

③作为零件测量程序文件进行保存、读入

④自动测量的控制

第二章轮廓仪的开机和关机

2.1开机过程

检查电源及主机连接→检查气源连接→打开气源并检查气路有无泄漏→气压≧4bar→开启插盘电源开关指示灯亮→打开UPS电源→打开控制柜开关，确保指示灯亮着→开启电脑及显示屏→开启打印机开关→开启TIMS软件→执行初始化程序→观察各轴回家是否正常→通过启动软件大约1分钟，同时做好测量前准备→记入点检表

开机过程中曾出现过的问题：

现象：

发生伺服误差。

开始X轴初始化。

在X轴初始化过程中请不要进行操作。

原因：

控制柜可能受到轻微碰撞，或驱动部受到轻微碰撞。

解决方法：

（1）关机并重新开机。

（2）按下安全锁，转动手动旋钮，移动X轴。

2.2关机过程

保存测量结果和程序→关闭TIMS软件→关闭计算机及显示屏→关闭打印机→关闭控制柜开关，确保指示灯灭→关闭UPS电源→关闭总电源→关闭主气源（此时记录本次关机时间及有无异常情况）

第三章轮廓仪的测针校验

3.1测针校验原理

轮廓仪的测针校验整个过程分为标准球的测量和段差量的测量两个部分。

由于尖端R产生的形状误差

（1）标准球的测量是为了补偿测针尖端R所产生的形状误差（由于测量数据是以尖端R为半径的圆心所对应的数据，因此与实际形状不同，为了消除该误差，设备利用在测量窗口的校正菜单设定的探针尖端R对测量数据进行修正）；

（2）段差量的测量则是为了进行圆弧修正（测量中探针是以探针杆上的支点为中心做上下弧线运动。

因此，探针在做上下移动时，探针尖端的位置不仅沿Z轴方向移动，而且还沿X轴方向移动，如果输入此时探针的位置，其值则存在X轴方向的误差。

针对该误差，设备利用探针杆长来修正探针尖端沿X轴方向的偏差，从而实现精确测量）。

3.2测针校验过程

工件高度

X方向偏差

探针杆支点

3.2.1校验开始前应该注意三个问题

①测量窗口中的“触针的方向”要确保为“向下”，否则，校验无法进行。

②探针的位置：

X轴应位于大约70~80mm处，若靠近100mm,则会在标准球测量时超极限而终止；若太靠近0mm,则会在进行段差量的测量时因为超极限而终止，所以，最好选择在70~80mm处。

③标准器的位置：

首先旋转标准球Y进给旋钮使读数放置在10mm左右一点点，此时使测针大致位于标准器上标准球的Y+侧，或者将读数放置在0mm一点点，然后使测针位于标准器上标准球的Y-侧，否则，会在标准球测量过程的手动采样时出现还未到最高点就已经到达极限位置这一情况。

~以上②③换个说法就是：

在转动驱动部微动旋钮（X轴）、标准球Y进给旋钮（Y轴）的同时，寻找计数器画面的最大Z值位置，如果未能正确进行该调整，则会发生如下问题：

X方向—无法获得左右等量数据，降低校正精度。

Y方向—变得比实际的球半径小，探针半径变小。

3.2.2校验步骤

⑴首先用鼠标左点击菜单栏里的“校正（P）”

⑵在下拉菜单中左点击“探针参数的设定”，在出现的对话框中将针杆杆长（LH）设为350mm,针杆高（LV）设为0mm，纵轴灵敏度系数（K）设为1.0，探针尖端半径R全部设为0.025mm（此操作可通过只设置220°所对应的尖端半径，然后点击下边“请对准第一个”即可快速完成），最后点击“设定”即可。

⑶其次仍然用鼠标左点击菜单栏“校正”，在下拉菜单中左点击“利用标准球校正”。

先确保X轴所处位置为70~80mm及标准器的读数在10mm左右，然后移动标准器使测针大致处于标准球的Y+一侧，然后向下移动操纵杆，使Z值为零，此时若测针不位于标准球X向的中心，则，需要通过操作面板上的微动旋钮使之处于标准球X向中心，然后点击“采样开始”，此时开始手动采样从Y+方向移动到Y-方向（此圆弧一定要包括Y向的最高点），点击“采样结束”，完毕之后，点击采样结束旁边的“铃铛”，并手动旋转标准器，使之逆向慢慢移动，直到铃铛发出连续的响声，此时已找到标准球Y向的最高点，点掉铃铛，点击“执行”，设备即可开始自动找寻标准球的X向最高点，完了之后点击“适用”即菜单栏的M按钮，输入半径6.35mm,将测针抬起，则标准球的测量完成。

⑷直接在“利用标准球校正”界面将“标准球测量”切换为“段差量测量”或者用鼠标左点击菜单栏“校正”，在下拉菜单中左点击“纵轴灵敏度的校正”。

首先要保证量块在标准器上的位置平行于测针杆并且使量块中心大致对准测针杆，此时将测针的尖端移动到基架的测量开始位置，然后点击“执行”按钮，校正完成之后，点击“适用”输入“段差量25mm”“避让量20mm”，使之作用于探针参数即可。

ABA

C块规A:

测量长度

基面B:

避让量

C:

段差量

⑸测针校验完成，点击“关闭”即可。

3.2.3校验结果判定

校正后得到的K值、LV值、LH值分别反映了Z轴的灵敏度、测针的标准高（反映调平情况）、测针的长度。

校验结果要求灵敏度校正修正值在0.8-1.2之间，测针的标准高在-0.02～+0.02之间，针杆长在350±2%公差范围之间。

每次校验之前要检查测针是否有磨损，看测针针尖是否已经脱落，可以放在影像测量仪上检查也可通过校验后的测针半径看出。

第四章轮廓仪常见零件的测量及分析

4.1齿形类零件的测量

注意：

一定要用磁性表座类的工具将其工件固定紧。

4.1.1.水泵皮带轮和发电机：

都是只求齿间距、两齿间的夹角

用磁性阀座装夹时注意不要将磁性阀座放在靠测针这一端。

左图是工件未固定紧而出现的跳针现象，这样极易将测针损坏。

4.1.2曲轴皮带轮

装夹

分析：

①夹角：

在图形分析窗口，点击鼠标右键，选择“自动要素计算”，得到两条直线，直线1和直线2，

选择要素计算中的交叉要素，在计算结果编号里选择直线时应注意其先后顺序，由于角度是按逆时针方向计算的，所以,要想得到夹角1，就应该先选择直线2后选择直线1；要得到夹角2，就应该先选择直线1后选择直线2。

（分析所有角度时方法类同）

②齿间距：

因为要先求齿的半径，所以先能找到每一个齿的圆心，然后点击鼠标右键，在“要素间计算”里选择“2点间的距离”然后登录计算结果编号即可得到，选择的先后顺序决定了数值的正负。

③min3.16:

求齿的最高点和最低点之差

首先在“自动要素计算”里将计算类型改为“最大值.最小值”并将自动要素判别前面的点勾掉，在“计算点输入方法里”选择浮标计算，先将“计算条件”里“最大点.最小点”里Z轴最大值，然后会得到最高点1，再选Z轴最小值会得到最低点2，然后计算点1、点2的坐标差即可，Z坐标值即为图纸上所要的数据。

此图是一份齿形的截面图。

4.2气环

以第二道气环为例，装夹方式如下图所示

图纸上所标注的尺寸，设计者的意图是开口对面180°的地方，因此我们在测量时候要注意选择正确的位置，并且分两次装夹。

①切口部分：

在“自动要素计算”里的计算类型里选择“直线”，“计算点输入方法”里选择“光标范围输入”，得到直线1（此时在“坐标控制”里点击X轴设定），然后再构造直线2、直线3、直线4，然后点击鼠标右键，在在“要素间计算”里选“交叉要素”，因为这个与角度无关，所以，选择的先后顺序无关紧要，直线1与直线2得到一个交点，直线3与直线4得到一个交点，然后再点击鼠标右键，在“要素间计算”里点击“2点间的坐标差”，然后右键点击“尺寸线”，点击对应的登录值分别在图上标出X和Z的坐标值即可。

②切口所对应的另一面：

在“自动要素计算”里的计算类型里选择“直线”，“计算点输入方法”里选择“光标范围输入”，得到直线1（此时在“坐标控制”里点击X轴设定），再构造直线2，此时直接点击菜单栏“计算结果”里的“余角显示”，然后点击“尺寸线”标记即可完成。

（若想要在报告中显示测量数据是否合格，可在测量之前，将菜单栏里“计算结果”里“名义与实测对比”的“off”改为“手动”，那么在交叉要素里，选择完登录的计算结果编号并点击“执行”后出现此对话框，

将所要夹角的设计值、上限容许差和下限容许差输入对应的方框内，点击“执行”即可，若结果合格且偏上限，则在“计算结果显示框”里的“超过量”栏显示“+”，若结果合格且偏下限，则在“计算结果显示框”里的“超过量”栏显示“-”，若不合格，则会显示超差数值。

）

4.3气门（注意取点范围）

例如气门

分析时要注意，AB之间是一条直线，取点时不应取直线上的点而应该在BC区域内，这样所得出的数值才是正确的。

※倒直角与倒圆角

例如连杆总成、活塞销、曲轴正时链轮、凸轮轴链轮等，分析方法与上边求第二道气环切口高度方法类同，保证装夹好并且工件与测针杆对齐即可，此处不再做详细介绍。

第五章轮廓仪的测量报告

在分析完毕之后，可点击图中按钮

进入到报告窗口

也可通过菜单栏“文件”里的“打印”进入到报告窗口。

①若不需要进行打印界面的编辑而只是要调整框的大小，则可直接点击工具条中的M按钮，然后如图所示在空白处用鼠标点击一下，然后就可以去更改框的大小了。

②若需要进行打印界面的编辑，则按以下步骤进行操作。

选择新页面设置→追加条件设定框，框尺寸选择1/2比较合适，点击“框的变更”按钮，将显示“开头文字选择”，因为要选择多个项目，所以点击完第一个项目后按住shift键，然后托至最后一个项目，或者按住ctrl键，逐一进行选择，完毕后点击“设定”即可→然后追加形状框，框尺寸选择1/1即可→追加计算结果，框尺寸仍选择1/1

打印界面编辑完毕之后，将“粘贴模式”选为“个别框刷新”然后选择对应的图形编号，逐一进行粘贴即可完成测量报告的设置。

第六章轮廓仪的警告及注意事项

6.1警告

1.请务必在避免超出规格许可范围的温度、湿度、水滴、尘埃、油烟、直射阳光、强烈冲击、剧烈振动、腐蚀性气体等环境中使用本仪器。

否则可能会引起仪器故障而导致触电，或引起仪器倾倒而导致人身伤害。

2.安装仪器所使用的支架相对仪器重量必须具有足够的强度。

另外还必须确保支架的稳定性，否则可能会因仪器或支架的倾倒而导致人身伤害。

3.请将电源电缆插入仪器名牌上规定电压范围内的电源插座中，否则可能会导致触电或火灾。

4.请务必使用仪器名牌上规定压力范围内的供气源，务必使用不含有机溶剂或有毒气体的气源，否则可能会导致仪器故障或人身伤害。

5.请务必将地线接地，否则在仪器故障、漏电时可能会导致触电。

6.电源及通讯电缆中有危险电流。

为了防止触电，在安装或移动本仪器或与之相连的设备时，请务必先切断所有电源，将电源插头从电源插座拔出后在进行作业。

7.请勿拽拉、踩踏电源电缆或与各仪器设备相连的电缆。

另外，拔出电缆时，请务必抓住插头部分，否则会损坏电源。

8.切勿在仪器设备的缝隙中插入异物，特别是金属片等导电性物体，否则可能会引起触电、火灾、故障，进而导致重伤。

9.在仪器设备的载物台上装载或卸下夹具或者测量物时，请务必谨慎小心的操作。

夹具或测量物体落在脚上或夹住手指，可能会导致重伤，另外，对于容易倾倒的不稳定测量物，请务必实用夹具将它固定牢固。

10.当手上沾有水或者油污时，请勿操作设备，否则可能会引起触电，进而导致死亡或重伤。

6.2注意

1.探针的尖端非常锋利，请勿无故窥视或用手触摸尖端部分，否则可能会导致受伤。

2.设备的滑架部、检测器部自动上下移动时，请勿用手触碰。

否则可能会被夹住手指而受伤。

3.设备自动移动过程中，请勿让身体触碰移动部位。

否则身体的一部分或手可能会被夹住而导致受伤。

4.请勿将手插在柱杆孔内，否则可能会因手指被夹住而受伤。

5.为了安全不得不按下急停按钮时，解除急停按钮恢复开机前，请务必先排除导致紧急停止的原因，并确认设备已处于安全状态。

6.在本装置的驱动部内使用直线马达而产生磁性，请注意下列事项。

①请避免使用现金卡、软磁盘等靠近驱动部，因磁性的影响会引起记录消失。

②请避免使钟表等精密器械靠近，因磁性的影响会引起器械的故障。

7.请避免在多湿、多尘的地点放置。

第七章轮廓仪的点检、保养及维修

7.1点检、保养：

按照点检、保养基准书进行：

分类

NO.

清洁、点检、润滑、小部件更换、定检

基准

方法

周期

清洁

1

整机外壳

目视无尘

用干净布擦拭

每周

2

操作盒外壳

目视无尘

用干净布擦拭

每天

3

电器盒外壳

目视无尘

用干净布擦拭

每天

4

测量平台

目视无尘

用无尘纸、无水乙醇擦拭

每天

5

标准器

目视无尘

用无尘纸、无水乙醇擦拭

每次使用前后

6

加长杆

目视无尘

用鹿皮擦拭

每次使用前后

7

测针

目视无尘

用鹿皮擦拭

每次使用前后

8

工具盒

目视无尘

用鹿皮擦拭

每天

9

夹具

目视无尘

用干净布擦拭

每天

10

电脑

目视无尘

用干净布擦拭

每天

11

打印机

目视无尘

用干净布擦拭

每天

12

电脑、打印机桌椅

目视无尘

用干净布擦拭

每天

日常点检

13

开机前检查电源连接及主机连接情况

目视

检查电源

每次

14

开机前检查气源连接情况

目视

检查气源

每次

15

通电后操作盒、电控柜指示灯是否正常

目视

检查电源

每次

16

气源指示表是否达到要求

≥4bar

检查气源

每次

17

设备开机时机器初始化

目视

系统设置

每次

润滑

18

定期加注润滑脂

目视

专用润滑脂

每年

换件

19

定期点检

20

定期校正传感器灵敏度

测量操作

按照精密仪器校准表

按照校准表

21

定期检查测针

测量操作

按照精密仪器校准表

按照校准表

22

定期对夹具进行防锈处理

无锈迹

防锈油

每月

23

定期检查机器外部紧固状态

无松动

用扳手拧紧

每周

24

定期进行设备全面维护、立柱维修

每年

7.2维修：

※常见故障及对策

故障状态

可能原因

措施

1完全不动作

未接通电源

确认插座，确认电缆

2通电后指示灯不亮

保险丝熔断

与厂家联系

3开始测量后驱动部不动作

1.驱动部计数器值极性反转

2.驱动部电缆断线

1.与厂家联系

2.更换驱动部电缆

4相同角度的测量，但上行和下行角度不同

1驱动部与检测器无法呈直角

进行标准球校正

2探针安装错误

重新安装

3探针太长或太短

确认探针与针杆是否匹配，进行校正

4探针磨损

更换探针

5检测器拨杆在内部摩擦

与厂家联系

5电动柱杆无法上下移动

1断路器开关OFF

柱杆背面断路器开关ON

2保险丝熔断

与厂家联系

3柱杆电缆断线

与厂家联系

6驱动部的计数值异常

驱动部内部标尺错位

与厂家联系

7检测器的计数器值不变

电缆连接不良

SCSI电缆、检测器电缆、振动电缆的连接确认

支架操作面板的测量模式切换开关的确认

将测量模式切换至“contour”。

当开机启动TIMS软件时，出现伺服误差，点击执行但此时软件仍无反应怎么办？

。

X轴方向的移动卡死

点击强制结束，开启手动驱动部手动旋钮开关，手动调节驱动器使传感器左右移动一下，上述问题即解决

当测量曲轴皮带轮时出现跳针的情况怎么办

工件表面不凸凹不平

装夹曲轴皮带轮时，使其稍微倾斜，并用棉签将测量表面擦拭干净

※保险丝的更换

确认保险丝是否熔断或更换保险丝时，请务必断开设备电源开关，并将电源电缆从电源插座拔出后再更换。

另外，当保险丝更换时，请先充分确认设备无任何异常后再进行更换。

如果使用错误规格的保险丝，可能由于保险丝未及时熔断而导致发热、触电、或火灾等。

更换步骤：

1.请用“一”字螺丝刀向左旋转保险丝托架，将它卸下。

2.将保险丝托架上已熔断的保险丝取出。

3.将规格相同的保险丝插入保险丝托架

4.将保险丝托架插回原处，再用“一”字螺丝刀向右旋转保险丝托架。

5.接上电源电缆，打开电源开关。

6.确认设备动作。

若再次熔断，则与厂家联系。

附件：

1.测针校验视频

2.更换探针视频。