長距離を高精度で測定


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私は現在、長さ5〜50フィートの鉄骨構造の製造に携わっています。現在、これらの構造は園芸用のさまざまな市販の巻尺で測定されています。ほとんどの場合、約+/- 1/16 "の許容範囲で作業し、問題はありません。最近、非常に高い許容範囲(少なくとも+/- 1 / 32 "、1/64"または.016 "に近づきます)この許容誤差は、機械的な基準ではなく視覚的な基準によるものですが、当社の経営陣にとっては依然として非常に重要です。

私の質問は、このような精度でこの種の距離を確実に測定するにはどうすればよいですか?NISTの追跡可能なテープメジャーを注文する準備はできていますが、実際に状況が改善されるかどうかはわかりません。製造現場で実際に適用できる他の技術や技術はありますか?問題を解決するのに十分な精度の測量ツールはありますか?コストは明らかに要因ですが、価格よりも再現性と堅牢性に関心があります。

ほとんどの人にとってこの許容範囲はばかげているように聞こえますが、他の業界でも同様に、おそらく船や発電所のコンポーネント用の大型エンジンを実行する必要があると思いますか?


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太陽系の周辺にある宇宙探査機の位置は、数cmの精度で測定されます...ですから、どれだけ投資するか、どれだけ正確に行きたいかによって異なります。
SF。

回答:


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その規模でこの種の精度を得るのは簡単ではなく、おそらく安くはないでしょう。

数メートルまでの小さいサイズの場合、ポータブルCMMがオプションになります(ここに例を示します)。これらは10 mのオーダーの精度を持ち、ハイエンド/ F1の自動車製造などに使用されます。μ

ただし、CMMタイプの機器は、腕の長さによって制限され、適切な結果を得るために測定する際に所定の位置に固定する必要があるため、数メートルを超えるものには役立ちません。大きなピースの場合、最高のパフォーマンスのオプションは、レーザートラッカーのようなものです()。これらも非常に優れた再現性を備えています(〜20 m)。μ

私が見たバージョンは位相シフト干渉計で、表面に置かれた金属球のレトロリフレクターにレーザーを発射します。それらは、ボーイング/エアバスのような人々が飛行機製造の公差をチェックするために使用されます。

これらは安くはありませんが、レーザートラッカーは約80,000ドルです。従来の測量用レーザー距離計ははるかに安価ですが、適切な精度があるかどうかはわかりません。


ただし、リストしたポータブルCMMはアームの長さによっても制限されます。あなたはそれを動かすことができますが、それは腕が静止しているときのみ有用です。同じ部品の測定間で移動を開始すると、無駄な測定値が得られます。
トレバーアーチボルド

Nivagに感謝します。それは私たちが探している種類のものかもしれません。@TrevorArchibaldですから、何らかの基準面に対してツールを静止位置に設定し、常にそこから測定値を取得する必要があると言っていますか?これは理想的ではありませんが、実行できます。
Ethan48

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@ Ethan48ええ、それがファロの腕の仕組みです。かなり移植性があり、移動するたびにキャリブレーションする必要はありませんが、ベースを基準にしてすべての計算を行うため、ベースが移動すると測定値はオフになります。
トレバーアーチボルド

@TrevorArchibaldはい、それが私のポイントでした。もう一度読むと、あまりはっきりしていませんでした。編集します。
-nivag

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最高の金属製の巻尺であっても、長距離にわたる著しい熱膨張の影響を受けやすくなっています。

代わりに、レーザー測定デバイス(「電子巻尺」)を試してください:http : //www.engineersupply.com/Laser-Measurers.aspx

レーザー距離測定、対象物に固定された平板、および既知の厚さのいくつかのシムは、長い距離にわたって何かを正確に見つけるために必要なすべてです。


ありがとう!レーザーテープは非常に長い距離で使用しますが、私が知る限り、ライカでさえ+/- .040しか保証していません。これは、テープで得られるよりもはるかに正確ではありません。熱膨張は、この辺りで間違いなく重要になります。幸いなことに、温度は当店ではかなり適切に調整されているため、管理しやすいかもしれません。熱膨張係数は6.7x10 ^ -6であり、50 'を超える度に平均.004 "であると思います。さらに重要なことは、テープと構造の両方がスチール(および同じ方向に向いている)それらは同様に拡大しますか?それは素朴なステートメントですか?
-Ethan48

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両方が同様のグレードのスチールである場合、非常に似た量だけ膨張するはずです。。私はあなたの〜0.004" /度Fの数と一致レーザー装置が正確で十分ではない場合、私は考えることができるすべては逆で行わクレイジーフィゾーの実験のいくつかの種類がある。
user2790167

ええ、それは私がこれまでに思いついた最高のものですが、明らかにあまり実用的ではありません。私が理解していることから、そもそも彼らがマスターテープを調整する方法です。
-Ethan48

測定の精度/誤差はどのようにわかりますか?
SF。

@SF、私は追跡可能な意味ではないが、我々は全体的な感覚を得るために、また、鋼の大規模な作品にお互いに対して、15"マイクロメートルの標準に対するテープの選択を確認している。
Ethan48

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長距離にわたって高精度を実現するには、一般的な測量技術を使用するのが一般的です。このようなトータルステーションを使用すると、1回のショットで1.5mmの精度が得られます。彼らはレーザー巻尺ではありません。いくつかの統計的修正を加えたセットアップ/読み取りを繰り返し行うと、1mm未満に簡単に収まるはずです。また、これらはテープの熱膨張の影響を受けないことにも注意してくださいが、もちろん対象はそうです。しかし、これも数学的な補償が可能です。

良いことは、トータルステーションを購入する必要がないことです。数日間レンタルできます。さらに良いのは(予算次第)、調査担当者を招いてもらうことです。これは、この種のキットを使用するために必要な経験を考慮して行く方法かもしれません。マークの上で正確に立ち上がるには、初心者が1日かかるでしょう。あなたが求めている精度は、妥当なコストで達成できると思います。


面白いですね だから、機器自体は1/16"寛容について私はビートにしようとしているのは良いですが、あなたは、複数の測定で、より正確な取得する方法があることを言っている?
Ethan48

@ Ethan48はい。葉巻の長さを測定するのと同じです。測定を10回繰り返し、平均します。1回の測定で得られる精度よりも高い精度が得られます。私はかつてこのキットに似たもので100の測定値を取得するために山で1日を過ごしました。
ポールウザック

あなたの問題は技術と経験になります。トータルステーションは非常に複雑であり、おそらく製造中にセットアップすることはできません。オフセットする必要があります。これにより、ジオメトリとエラー分散技術の負荷が減少します。root(n)の精度向上のようなものを達成できます。ここで、nは読み取り値(ラウンド)の数です。それから、製造の熱運動に対する余裕があります。一日中男を連れて行くのがベストかもしれない。
ポールウザック

ええ、私は知識を持った人を連れてきたのです。私の以前の理解では、統計的手法は測定の信頼性を高めることができますが、実際には精度を上げることはできませんでしたが、それは私が本当に研究した分野ではありません。
Ethan48
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