马尔测高仪培训教材.docx
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马尔测高仪培训教材
测高仪培训讲义
1.简介
测量站概述
DigimarCX1/DX1高度测量站包括平板，高度测量仪CX1和控制及数据评定智能仪器DX1。
测量站适合于垂直方向的一维坐标测量，尤其适合于测量工件的直径和两点之间的距离。
如果你把测量站想象成一把垂直放置的大型卡尺，卡尺的下测爪是平板，上爪是测头。
这样，你就可以对测量站有一个一般的概念。
有效的测量空间就有平板和测头确定。
因此平板也是测量链中的一环。
它的平面度偏差会影响测量结果，这就是为什么我们建议采用“0”级平板的道理。
被测件放在平板上，高度测量仪就确定基面和工件上测头接触点之间的距离。
标准的测量范围是600mm。
如果测头夹紧于上面一个安装位置，则测量范围可以扩展到935mm。
Digiamar高度测量站CX1的测量原理：
测头、平板、工件、及高度测量仪；
测量站主要用于垂直方向的一维测量，如果工件翻转90°则可进行二维测量。
在高度测量仪底部的空气支承一个气垫，它能使高度测量仪很容易地在平板上置位。
这样就很容易地到工件上测量点。
在测高仪内部的气泵产生所需要的空气压力。
测头安装于马达驱动的滑座上。
测头可从上面或下面接触工件，在实际测量中测量力为1牛顿。
智能化的控制和数据评定仪器DX1不仅能显示各单独的测量点的经过，还能使各测量点的值互相关联，因此即使是和复杂的工件的几何要素也能很方便地检测。
可对整个测量过程进行编程然后实现（半）自动测量。
这样操作者对测量过程的干预可降低到最小限度。
测量站由组合蓄电池供电，因此可以交流电电源工作。
测量任务
通过测量站可以精密地、灵活地、可靠地解决一维和二维的测量任务；
.孔直径
.轴直径
.分度圆直径
.孔心
.轴心
.分度圆中心
.垂直度误差
.径向和轴向误差
.平面度误差
.各孔/轴/平面之间的距离
CX1测高仪
一个分辨率达0.0002mm的高精度光学测量系统和一个高稳定性的测力装置保证了仪器的优越的重复性。
带有测头的滑座的垂直移动可由手动或马达驱动来实现。
在马达驱动工作方式时，对整批零件检测的测量运行可实现最少的操作者的干预，这样对测量精度、测量速度、测量舒适度均有好处。
驱动器装有安全离合器，这样，即使在测力装置工作中也能用手来移动滑座。
工作由1牛顿的衡定测量力相接触。
、标准的测力范围是600mm，然而，用“上移”测量范围的方法甚至能测量更大的工件，为此，滑座为测头架提供了两个安装座。
但通常使用下面一个。
高度测量仪可以在环境温度为10℃到40℃之间进行工作。
若温度超出这个范围不要再工作。
通常所列的精度适合于环境温度20℃±1℃。
注意：
不要用于划线！
CX1高度测量仪只能作为一个测量仪器！
控制和数据评定仪器DX1
控制和数据评定仪器DX1是附在高度仪侧边或者平板上。
DX1不断地进行测量和计算工作，像确定孔或轴直径和中心或者确定槽的宽度和中心，它可由相应的图形键来操作。
明白易懂的对话框及菜单及指令可引导操作者，所以不需要费力的记一长串按键顺序。
能提供并在普通的打印机上打印出若干种测量报告形式，它们可带有或不带实际值的偏差值。
为了避免由于测头和工件碰撞而产生的测量误差，可以调节仪器的稳定时间，当稳定时间结束时才采集测量数据。
建立测量站
为了充分利用测量站的精度，我们建议高度测量仪只与“0”级花岗石平板一起使用。
平板需放在抗震基座上。
高度测量仪CX1和控制评定仪DX1是互相匹配的，因此不能随意交换。
否则的话，可能产生很大的测量误差！
2.测量站的控制部位和操作
2.1高度测量仪CX1
CX1高度测量仪（带DX1）组成：
①DX1控制和数据评定仪；②显示；③带图形键的键盘；④带字母键键盘；⑤空气垫支承开关；⑥搁手板；⑦运输搬运用螺孔；⑧限位面；⑨测头；⑩测头架（有球型、柱型、盘型、锥型等）；⑾固定测头架或一个测头的滚花手轮；⑿移动滑座的把手；⒀滑座；⒁测头架上安装座；⒂带空气支座的仪器座；⒃运输保护。
2.2控制和数据评定仪器DX1
控制和数据评定仪器DX1组成：
显示、图形键、字母数字键。
对于许多简单的测量任务有些功能可以忽略。
通过开关位于仪器背面的键（图形键）就足以实现大部分的测量任务。
电源开关位于仪器背面。
当位于“ON”的位置时仪器同样能用回车键使其处于工作/不工作状态。
注意：
如长时间不用时（如周末、假期）应将电源开关关上。
2.3图形键
当仪器处于基本状态时，按一个图形键就能执行相应的功能。
当Mahr（马尔）标志被显示时即为基本状态。
各操作键的相应功能如下：
键1：
从上面接触一平面；
键9：
从下面接触一平面；
键2：
从下面接触一孔；从上面接触一轴；确定跳动误差；确定平面度误差；
键0：
从上面接触一孔；从下面接触一轴；
键3：
测量一个孔（孔心和直径）；
键.：
测量一个轴（孔心和直径）；
键4：
测量一个（水平）槽（中心和宽度）；
键+：
孔，确定中心（用锥形测头）；
键5：
计算两测量值之间的距离；
键-：
计算两测量值之间的对称性；
键6：
设置零点；选择零点；
键▲：
提高DX1的键盘输入一个数据；
键7：
确定测头尺寸（标定）；
键▼：
删除最后一个测量值；删除当前工件的数据；
键8：
2维测量；
ON/OFF键：
结束输入（回车键；）开/关仪器；
图形键上的第二符号
每一图形键右上方标有一个红色的等二符号。
在您需要从菜单上选择时或输入一个数据时第二符号会自动激活。
0…9：
用于输入数据或选择菜单条目；
+—：
用于输入数据的符号；
.：
小数点；
▲▼：
鼠标键；
ON/OFF：
开或关
关仪器时，仪器必须处于基本状态；
开仪器时，电源开关必须打开；
字符键
功能的实现，必须DX1处于基本状态。
.START：
启动一个程序；
.STOP：
结束一程序或一次测量；
.PROG：
程序管理器菜单；
.PRINT：
记录结果菜单；
.CPNFIG：
DX1基本调整菜单；
.PROD：
输入制造数据；
.DISP：
显示单个结果；
.FILE：
文件管理器菜单；
.FCT：
组合测量结果；
.CLEAR：
删除数据；
.STAT：
选择，显示和打印统计值和直方图；
.X：
选择，显示和打印中值控制图；
.αR：
选择和显示α或区域控制图；
.PARETO：
选择，显示和打印属性参数和Pareto（派立托）图；
.ATTRIB：
通过键盘输入属性参数。
字母键的第二定义
当测量过程需要的时候图形键的第二符号会自动激活。
标在键上的字母就可以输入。
A…Z：
字母，大小写可按键；
→∣：
鼠标跳行；
ESC：
退出现行菜单，放弃所有修改；
↑：
从小写字母转换成大写字母（SHIFT）。
保持按键再按字母A…Z，出现大小写字母。
再按一次该键，就重新回到小写字母；
SP：
空格键；插入一个空格。
再按回车键激活所选的菜单项或接收输入。
▲▼◄►：
在屏幕上移动鼠标。
按回车键激活所选的菜单项或接收输入；
按任何一个键2秒钟以上，就等同重复按该键（也就是一次又一次重复所标注的功能）。
2.4DX1软件工作的一般情况
在打开仪器后，仪器显示马尔标志和日期，这表示仪器进入基本状态：
在打开仪器中右边的框包括如下数据：
第一行：
所连接的测量仪器；
第二行：
测量轴和所选单位（mm，英寸）
第三行：
日期和时间；
第四行：
电池充电的情况
填黑处：
表示已充电；
填白处：
表示已放电；
箭头指向右边：
电池正在充电；
箭头指向左边：
电池正在放电（即正在用电）；
日期、时间和充电情况不会连续更新，除非按动任何一个键后才会更新。
在左边框内，在标志的下方显示了仪器的型号；
所有经常使用的测量和计算功能可直接通过上半部分图形键来进入；
进一步的各种功能被分成各菜单。
在所有的菜单中每一个菜单条目都标有一数字。
有二种方法从菜单中选取一个功能：
1）按照菜单条目按动带有相应的数字的键（在图形键的由上方用红色标出）来选择；
2）用鼠标键▲或▼来选择（在显示中被加亮）然后按回车键启动该功能；
ESC键使你退回前面的菜单，也就是使用该键你可以退出任何菜单。
在用ESC键退出菜单时，菜单中也更改的条目将视为没有更改过。
连续使用ESC键，你可退出基本状态。
在结束一个功能后，DX1自动返回基本状态；
为了节省电池的电力，显示窗照明在1.5分钟会关上。
然后用回车键随时再一次打开。
如果在一个可调节的时间段内（在基本调整菜单中自动一关机时间），没有任何一键被按动，则仪器将完全关闭。
注意：
在操作指令中DX1的键用以下来表示：
.键符号（例键1）；
.键上表示的（红）数字（例键6）；
.键的名称（例键ESC）
2.5测量准备
在第一次用测量站工作之前，需进行“调试工作”。
在调试除了其它各项外还需做下例各项准备：
.电池充电；
.调节稳定时间；
.标定测头；
对于日常使用
.插入测头；
.打开控制和评定仪器（电源）；
.测头向下移动以接触平板并建立参考定，之后，控制和评定仪器进入基本菜单，此时就可工作；
.确认使用的测头直径已校正过，如果不是，则重新标定测头。
移动测高仪到测量位置
当按压与搁手板紧邻的开关时，空气被输到空气支承。
当测很重的工件（因而不能防在平板上），气垫支承是很有用的。
在这种情况下，参考点的设置也应在气垫工作时进行。
回跳
无论什么时候，当两个弹性物体互相接触时，总有短时的回调。
当测头与工件相接触时也是这样。
在回调时，测量值相应地“变动”。
这样，仪器在菜样前必须等待测量值稳定。
在DX1上一个称为“稳定时间”的参数可以调节。
测量值只有在稳定时间之后才能接收。
在将稳定时间调得很长的情况下（例如>100秒），操作者可自己决定在多长的时间后接收测量值。
2.6测量过程
建立参考点
.按键6，出现一菜单。
.按键“1”。
测高仪的零点被调整：
滑座向下移动，测头接触平板。
注意：
参考点必须总是建立在平板上！
参考点不能建立在工件上，因为那样回给测高仪一个错误的修正曲线。
接触一平面
当接触工件时，测高仪产生一个恒力作用于测头上一直到回跳消失并输送一个恒定的测量值。
一当DX1接收测量值恒力就停止作用。
在把稳定时间调得很长的情况下，测量值可按回车键来接收。
接触一曲面（即一个孔或一个轴）
当接触一个凸的或凹的表面时，例：
一个孔或轴，必须确定最大值或最小值（顶点）。
在测头偏心地接触工件之后，操作者经向移动测高仪或者工件一直到测头经过极值一次。
如果一个极值被确定则测量值就被评定。
为此，被评定的最高和最低值之间的差值必须至少是0.2mm并且测头必须静止不动。
当在很小的孔或很大的轴上这个差值不能够被获得的情况下（即差值达不到0.2mm），可按回车键来结束测量。
如果当差值达到1.5mm，则即使测头仍然在移动测量值也被接收。
在这种测量中所调整的稳定时间不取作用。
中断测量
当一个测量功能在执行时按下了某一个键则过程就被中断。
键6和回车键除外。
过程中断就显示出如下菜单；
1.Continue
2.Repeat
3.Del.charact.
4.Deletepart
5.Prod.data
6.Quitprogram
1.继续：
从中断处继续测量过程；
2.重复：
整个重复测量过程；
3.删除测量；退出测量过程并删除最后测量值。
可重新开始一个新的测量；
4.删除工件：
关于现行被测工件的所有测量值被删除；
5.生产数据：
当程序执行时，生产数据可以被输入；
6.退出程序；测量过程或程序运行被退出（一些功能如同STOP键）。
2.7关于测量精度的几点注释
测量结果的质量取决于测量仪器的质量和操作者对测量过程的掌撑。
这里是几点关于操作者提高测量结果质量的注释。
.平板的质量直接影响测量结果的质量。
因此保持平板清洁，无灰尘，赃物；
.不要把测高仪用作划线规；
.操作者的体温（37℃）明显高于室温（20℃）。
在测量链（平板、工件、测高仪、测头）中的任何热量都会引起局部热膨胀从而产生误差。
因而要遵守下面原则：
——测量前不要用裸手直接接触工件；
——使用手套；
——不要接触测量链中的各部分；
——只接触测高仪上专门为此提供的部分：
手柄、搁手板、气垫支承开关；
——避免气流和直接阳关照射；
——不要把测量站置于散热器附近；
——刚从很热/冷房间中送来的工件不要马上检验；
——对于高精度测量：
将工件放在平板上等温（约1/4…8小时）；
——通常，气垫只用来在测量前移动测高仪到测量位置；
——当在测量时也需要气垫的情况下（例如工件很重时），那么测量点也应在气垫工作时进行。
3.测量
3.1一般测量过程
1.查验稳定时间是否合适。
否则的话，任何测量都必须用回车键来结束；
2.测头直径是否正确的选择和标定；
3.建立零点；
4.将测头移到测量位进行外部测量并：
.接触顶部：
在被测面之上；
.接触底部：
在被测面之下；
将测头移到测量位进行内部测量并：
.接触顶部：
在被测面之下；
.接触底部：
在被测面之上；
5.按代表所需测量功能的键；
6.在所有的情况下，进一步选择计算键。
可保存最后的100个测量数据，相互之间能使用计算功能来计算，保存的数据按顺序编号。
在按DISP键后可显示各数据，从左到右表示：
——测量值号；
——测量功能名；
——测量值（直径、中心等）。
3.2从上面接触一平面
一平面被从上面接触以确定其到基面的距离。
从上面接触一平面
过程
.将测头置于被测面上方
.按键1：
测头往下移动并接触平面
.尺寸A被显示
3.3从下面接触以确定其到基面的距离。
从下面接触一平面
过程
.将测头置于工件平面1之下；
.按键9：
测头向上移动并接触平面；
.将测头置于工作平面2之下；
.按键9，测头向上移动并接触平面
.尺寸B被显示。
3.4从下面接触一轴
轴的最低点（最小值）必须被确定。
为此，测头必须横越过这个最小值——如果必要——若干次。
你可以由水平（径向）地移动或者测高仪来实现。
在启动测量功能之后，测头必须在2秒钟内接触工件，因为最大值/最小值存？
器会在2秒钟之后打开。
从下面接触一轴
过程
.将测头偏心地置于轴下面；
.按０键；
.按键2（菜单条“Shaft （below）”）；
.轴被从下面接触；
.径向移动或测高仪直到测头越过最低点；
.尺寸Ａ被显示。
３.５从上面接触一孔
孔的最低点（最小值）必须被确立。
为此测头必须横越这个最小值——若果必要——若干次。
你可以有水平（径向）地移动工件或者测高仪来实现。
在启动测量功能之后，测头必须在２秒内接触工件，因为最大值／最小值保存器会在２秒钟之后打开；
从上面接触一孔
过程
.将测头偏心地置于孔上方；
.按０键；
.按键１（菜单条“Bore（belowMIN）”）；
.孔被从上面接触；
.径向移动工件或测高仪直到测头越过最低点；
尺寸Ａ被显示。
３.６从上面接触一轴
轴的最高点必须被起立，为此，测头必须横越最大值——如果必要——若干次。
你可由水平（径向）地移动轴或测高仪来实现。
在测量功能启动之后，测头必须在２秒钟内接触工件，因为最大值／最小值保存器会在２秒钟之后打开。
从上面接触一轴
过程
.将测头偏心地置放轴的上方；
.按键2；
.按键1（菜单条“Shaftabove”）；
.轴被从上面接触；
.径向地移动轴或测高仪直到测头横越最高点；
.尺寸Ａ被显示。
3.7从下面接触一孔
孔的最高点（最大值）必须被确立。
为此，测头必须横越这个最大值——如果必要——若干次。
你可由水平（径向）地移动工件和测高仪来实现。
在测量功能启动之后，测头必须在２秒钟内接触工件，因为最大值／最小值保存器会在２秒钟之后打开。
从下面接触一孔
过程
.将测头偏心地置于孔的下面；
.按键2；
.再按键2（菜单条“BroveaboveMAX”）；
孔被从下面接触
.径向移动工件或者测高仪直到测高仪横越最高点；
.尺寸A被显示。
３.８确定跳动误差
被夹持于两顶针之间的轴对称工件的径向跳动误差可被确定。
确定跳动误差
过程
.装夹一个圆柱测头并将它置于上面刚好高出一点点；
.按键2；
.按键3（菜单条“Max—Min”）；
DX1提问测头是否已放好？
.按回车键，工件被从上面接触，在按键之后必须在2秒钟内接触工件，因为最大值/最小值保存器会在2秒钟后打开；
.慢速旋转工件，最高与最低点之间的距离被形式；用回车键结束测量；
.尺寸A被显示。
这种测量只能由测高仪CX1来实现。
进行这种测量时。
所设置的稳定时间不起作用。
3.9确定平面度误差
能确定—工件表面的平面度误差。
确定平面度误差
过程
.装夹一圆柱测头并将它置于工件上方刚好搞出一点点；
.按键2，显示一菜单；
.按键3，DX1询问测头是否已装好？
按回车键，工件从上面接触。
在按键后2秒钟内测头必须接触工件，因为最大/最小/最小值保存器会在2秒钟之后打开；
.移动工件；最高点和最低点之间的距离被显示出来；
.用回车键结束测量；
.尺寸A（平面度误差）被显示出来；
这种形式测量只能用测高仪CX1进行，输入的稳定时间在此时不起作用。
3.10确定孔中心（锥形测头）
用锥形测头可以快速方便地确定一个孔的中心。
用手动工作，测量力发生器关掉。
请记住这种测量方法达不到所规定的精度。
因此该功能只用要求快速确定孔中心而不强调精度时使用。
确定孔中心
过程
.手动将测头仔细插入孔中心中直到不能再向前推进；
.按键+；
.尺寸A被显示。
3.11槽：
确定宽度和中心
可确定一个槽的宽度和中心。
槽必须平行于平板。
用DX1测量
过程（用测高仪）
.将工件置于平板上，使槽平行于平板；
.手动将测头方人槽内；
.按键4：
测头向上移动，指示槽上面高度。
测量值被接收。
测头向下移动，指示槽下面移动，指示槽下面高度。
测量值被接收。
.中心B和宽度A被显示。
3.12孔：
确定直径和中心
确定孔的直径（A）和中心（B）
用DX1测量孔
过程（用测高仪测量）
.将测头偏心地置于孔中；
.按键3：
测头向上移动；
.径向移动工件或测高仪直到测头越过孔的最高点。
最高点被采样。
.孔的中心B和直径A被显示。
注意：
这个功能一定不能用来测槽！
3.13轴：
确定直径和中心
确定一个轴的直径（B）和中心（A）
用DX1评定轴
过程（用测高仪测量）
.将测头偏心地置于轴下面；
.测头向上移动；
.径向移动工件和测高仪直到测头越过孔的最低点。
最低点被采样；
.将测头偏心地置于轴上面然后按下回车键。
测头向下移动；
.径向移动工件或测高仪直到测头越过轴的最高点。
最高点被采样；
.轴的中心A和直径B被显示；
注意！
当接触轴时要注意：
测头必须在按键后2秒钟内接触工件，因为最大值/最小值保存器会在2秒钟后打开！
3.14计算一个距离
可以确定已保存的两个测量值之间的差值。
在按5键后，保存的测量值被显示。
为了计算一个距离，需要选择两个测量值。
DX1总是提供最后的几个测量结果，假定它们看来需要进一步评定。
然后使用鼠标可以标出任何一个测量结果并用任何一个键（除回车键外）来选定它们。
选定的结果编号在由手边以加亮的方式表示。
如果指示的编号确系所需之结果则按回车键。
确定一距离
确定两平面之间的距离
过程
.将测头置于平面1之上；
.按键1，测头接触平面1；
.将测头置于平面2之上；
.按键1，测头接触平面2；
.按键5，最后得到的结果被显示。
在显示窗的右手边最后得到的结果的序号（在黑色衬底上）；
.按回车键；
.最后被评定的两个平面之间的距离被显示。
注意：
用鼠标也可以选择任何两个数据。
为此，标出需要的数据用除回车键外的任意键接收。
所选中的数据的序号输出到显示窗右手边的框中。
现在按回车键，所选下的数据之间的距离被显示。
3.15计算对称线的高度
已经保存的两个测量值（例如槽的两个面）之间的对称线（一个中间平行平面的高度）可被确定。
当按键-。
已保存的测量结果被显示。
为了计算对称线，需要选择两个测量结果。
DX1总是会提供最后的几个测量结果。
然而用鼠标可标注出任意一个测量结果并用除回车键外的任意键选定它们。
如果显示的序号是所需者，则按回车键选定。
对称线到参考点的高度被显示。
计算对称面
过程
.将测头置于面1之下；
.按键9，测头接触平面1；
.将测头置于平面2之上；
.按1键，测头接触平面2；
.按键-，最后结果被显示。
最后结果被显示在示窗的右手边（相对于黑衬底）；
.按回车键，最后两个评定的测量结果之间的对称平面A被显示。
注意！
用鼠标可选定任意两个数据，为此标出所需的数据并按回车键外的任意键来接收它。
所选定的数据的序号被显示于窗的右手边的框中。
现在，按回车键。
所选定的两数据间的对称平面的高度被显示。
3.16数据计算
可以组合已有的测量值去计算出一个新数据。
可使四个基本运算。
按FCT键：
使用者必须输入一个公式并遵守下面规则：
.每个测量值要对应于一个字母，第一个测量值对应“A”，第二个对应“B”等等。
.符号“+”、“-”和“/”通过键盘输入；
.如果在两个字母间没有上面提到的符号，则DX1将两个相应的数值相乘；
.计算从左边开始到右边结束。
也就是乘和除并不考虑优先；
空格符被禁止。
例：
第一个测量值（=A）要除以2，其结果乘以第三个测量值（=C）。
再加上7得出结果。
公式：
A/2.C+7
输入指令：
A/2.C+7
在按指令输入公式后，则按回车键。
其计算结果显示于“Result”名下。
3.17显示结果
在按DISP键后，所有被评定的尺寸被显示，因为保存器可以放多到100个测量结果而显示屏一次只能显几个数值，所以可用鼠标来滚动测量结果列表。
用回车键以显示在X轴评定的尺寸。
3.18应用举例
所规定的测高仪精度只代表单个测量功能时的精度。
对一个综合的测量任务，在执行计算只功能时，测量误差是单个测量误差的综合。
在所有后面的举例中，假设已经调好了一个合适的稳定时间。
距离测量
.按键6；
.再按键1；
测高仪在平板上建立参考点。
.将测头置于平面1上方；
.按键1，测头接触平面1，结果A被显示。
.将测头置于平面2下方。
.按键9，测头接触平面2，结果B被显示。
.将测头置于平面3上方。
.按键1，测头接触平面3，结果D被显示。
.按键5，保存的测量结果被显示。
DX1提供结果2和3（右上方）；
.按回车键，结果C被显示；
.将测头置于轴的下方接触4；
.径向移动工件以找到最低点。
DX1输出“StylusaboveShaft，hitkeyWhenReady”（测头置于轴上方，然后回车）；
.将测头偏心地置于轴5上方并按回车键；
.测头向下移动到轴5；径向移动工件以找到最高点；
结果E和ФF被显示；
.将测头置于平面6上方；
.按键1，测头接触平面6，结果G被显示；
.按键5，保存的测量结果被显示，DX1提供结果5和6；
.按回车键，结果H被显示。
用于距离测量的样件
确定两孔之间的壁厚
评定壁厚
过程
.将测头偏心地置于下孔中；
.按键2，出现一菜单；
.再按键2，测头从下接触孔壁；
.径向移动工件直到测头越过最高点；
.将测头偏心地置于上孔中；
.按键0，出现一菜单；
.按键1，测头从上面接触孔壁；
.径向移动工件直到测头越过最低点；
.按键5，最后几个测量值被显示。
DX1提供最后两个结果（在右上方）；
.按回车键；
.结果A被显示。
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