测量臂
OnyxAce扫描臂
Onyx SkylineAce Skyline
在计量学中，获得精确的三维测量对于维持工程和制造业的高质量至关重要。然而，即使使用先进的系统，测量过程中也存在固有的不确定性。适当的不确定性管理对于确保测量结果的可靠性和准确性至关重要。
三维计量中的测量不确定性代表了与被测物体相比，标称测量值的偏差。它源于与测量过程相关的不完善因素，包括设备限制、操作员经验和环境因素。
换句话说，这是重复性误差，即在相同条件下对同一物体进行连续测量时观察到的偏差。不确定性影响着工程设计、产品开发和科学研究等领域的测量精度。
评估和量化这些不确定性至关重要。掌握和理解测量不确定性对于质量控制至关重要，确保符合汽车和航空航天等行业的高工业标准。
例如，假设您正在使用卡尺测量一个小金属棒的直径。该棒的真实直径为5.00毫米。然而，由于卡尺精度的限制以及您握持金属棒的紧密程度，您的测量可能会略有偏差，导致读数为4.92毫米或5.08毫米，而不是准确的5.00毫米。
在这种情况下，测量不确定性来自卡尺的精度和握持一致性等因素。因此，与其说直径恰好是5.00毫米，您应该将其报告为(5.00±0.08)毫米，这意味着直径的真实值可能在4.92毫米到5.08毫米的范围内。
因此，这种测量设备无法控制可接受制造公差等于或小于5毫米±0.08的测量不确定性的直径。
该标准指出，测量过程必须具有至少比公差间隔低4倍的不确定性，甚至在某些计量应用中，该比率接近 10 倍。例如，要测量直径为51毫米±0.4毫米的物体，其公差间隔总计为0.8毫米，将需要一个测量不确定性小于0.8/4=0.2毫米的测量过程。
在计量学中，误差和不确定性常被误解为同一概念，但它们代表测量质量的不同方面。因此，了解误差和不确定性之间的区别至关重要。
测量误差表示测量值与物体真实值的偏差程度。这是一种已知且可纠正的差异，意味着一旦确定，可以采取措施减少或消除它。
相比之下，不确定性表达了与测量结果相关的疑虑或信心程度。它是不可避免的，考虑了所有可能影响结果的未知因素。不确定性不是被纠正，而是被量化和报告，以了解测量的可靠程度。
工程师通过精确的工具和技术努力最小化误差，而计量专家则建议使用专业设备和软件来提高测量精度。
设备几何偏差和校准误差，如探针长度误差、激光扫描仪对准问题和传感器噪声，都会影响测量可靠性。未经过严格测试和按照行业标准全面认证的设备可能表现不佳或功能不足，无论用户的专业知识如何。
温度、湿度和振动等条件会影响测量性能。例如，大型零件的质量控制常常直接在生产环境中进行，而不是在受控的计量实验室中。在这种环境下，振动、温度和波动可能会使验证夹具不稳定并干扰测量。温度波动可能导致材料膨胀或收缩，引入测量误差。
尽管技术进步，人为错误仍然是测量结果错误的重要原因，包括处理不一致、设置不当或数据分析错误。这种误用常常是由于指导不足或设备使用不当造成的，导致不完整和偏斜的数据质量。缺乏经验的操作员可能忽视提前准备测量安排的重要性，这可能导致时间损失、零件报废或资源浪费。
测量不确定性也可能来自计量软件中使用的算法。不同的软件解决方案可能会以不同方式处理相同的输入数据，导致结果变化。数据过滤、点云处理和对准算法等因素可能会导致不一致性。
为了最小化不确定性，使用可靠的软件至关重要，特别是对于汽车和航空航天等行业中高度重要的计量应用。
定期校准测量仪器对于最小化不确定性至关重要。校准应使用可追溯标准进行，以确保设备设置与其参考测量点校准良好，并且设备符合其规定的规格。对于扫描仪，正确的校准过程涉及设置参数以准确定位激光线。对于测量臂，它允许您定义臂参数以定位臂的末端。校准良好的设备提高了测量精度，这对于控制工程设计规格至关重要，从而导致更好的决策和更高的整体产品质量。
保持稳定的温度、湿度和振动水平可以最小化外部因素对测量的影响。使用温控室和减振设置有助于创建稳定的环境，提高测量可靠性。
对操作员进行全面培训，确保他们了解测量过程的复杂性，并熟练使用设备。这可以减少在关键质量控制任务中引入错误的可能性。有经验的技术人员还可以提前准备3D测量程序，通过自动化测量活动和指导操作员来简化完整的检查过程。
先进的计量软件可以纠正已知的误差源，如热膨胀或仪器漂移。这些工具有助于将测量与CAD模型对齐，组织报告数据，并提供实时反馈。
依靠ISO等国际标准比制造商规格表上所述的精度更可靠。这些标准在行业中享有无可挑剔的声誉，并在质量控制过程中有着经过验证的记录，是确保测量结果可信的最佳方式。
ISO 10360-08认证的3D激光扫描仪和经ISO 10360-12 验证的测量臂可提供严格测量结果所需的预期规格。
记录测量过程的所有方面，包括条件、设置和操作员行动，有助于识别和解决不确定性来源。记录从设计到制造创建产品的所有步骤可以帮助跟踪其演变，历史记录可以为生产过程中的一些关键结论做出贡献。
测量设备的例行维护可防止性能随时间下降。此外，对测量过程进行同行评审或审计可以提供额外的监督，帮助识别被忽视的不确定性来源。
Kreon提供如 Onyx Skyline和 Ace Skyline等解决方案，它们将测量臂与3D扫描仪结合，用于接触式（探测）和非接触式测量（激光扫描）。Kreon臂配备了温度传感器，确保温度被持续监控和补偿，从而避免因温度变化导致臂部组件膨胀而影响测量精度。
与所有Kreon扫描仪一样符合ISO标准，Zephyr III是一种多功能3D扫描仪，可以安装在CMM上以实现5微米的卓越精度。从3D测量收集的高精度和可靠数据随后用于分析，以减少误差并提高生产可靠性。
三维测量中的不确定性涉及与真实值的偏差，源于设备限制、环境条件和操作员错误。通过定期校准、环境控制、ISO认证技术和适当培训解决这些不确定性，确保准确和可靠的结果。通过实施最佳实践，制造商可以提高其计量过程的精度和质量。
