探討測量環(huán)境和溫度對三坐標(biāo)測量機的影響

黃銘全

摘要：本文著重說明現(xiàn)代汽車業(yè)中三坐標(biāo)測量機的重要作用，它使得生產(chǎn)中各類模具、夾具、主檢具等與設(shè)計CAD數(shù)據(jù)緊密接軌，保證了制造精度，提高了生產(chǎn)工藝，確保整車質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)測量機；MEISTERBOCK；白車身；

一、三坐標(biāo)測量機簡介。

三坐標(biāo)測量機，簡稱CMM，是由三個相互垂直的運動軸X、Y、Z建立起一個直角坐標(biāo)系，測頭的一切運動都在這個坐標(biāo)系中進(jìn)行，測頭的運動軌跡由測球中心點來表示。測量時，把被測零件放在工作臺上，測頭與零件表面接觸，三坐標(biāo)測量機的檢測系統(tǒng)可以隨時給出測球中心點在坐標(biāo)系中的精確位置。當(dāng)測球沿著工件的幾何型面移動時，就可以得出被測幾何型面上各點的坐標(biāo)值。將這些數(shù)據(jù)送入計算機，通過相應(yīng)的軟件進(jìn)行處理，就可以精確地計算出被測工件的幾何尺寸、形狀和位置公差等。它廣泛應(yīng)用于機械制造、儀器制造、電子工業(yè)、航空工業(yè)等各領(lǐng)域。

二、三坐標(biāo)測量機的引進(jìn)提高了檢測效率和精度、加速了公司產(chǎn)品質(zhì)量的提高 。

三坐標(biāo)測量機使用以前的檢測設(shè)備大部分都是基于手工檢測，檢測結(jié)果受人為因素的影響較大，同時也嚴(yán)重的影響了工作效率。由于以前缺少先進(jìn)的檢測手段，有些形狀和位置公差無法檢測，而采用專用檢具檢測又往往難以正確反映產(chǎn)品的加工精度，引進(jìn) 三坐標(biāo)測量機后這些已不在是問題，全都輕松實現(xiàn)，大大的提高了檢測精度。原來需做工裝才能完成測量的工件在三坐標(biāo)測量機上直接就可以測量，節(jié)省大量的工裝制作費用和存放空間，降低了產(chǎn)品成本費用。對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行了預(yù)防控制，通過對重點關(guān)鍵零部件進(jìn)行定期、定量抽檢，形成了固定的檢測程序，節(jié)省了大量的時間，提高了檢測效率的同時，還提供了大量的可以對比分析的數(shù)據(jù)。同時還對生產(chǎn)現(xiàn)場的質(zhì)量問題時時測量跟蹤，對于檢測不合格的產(chǎn)品及時進(jìn)行工藝、工裝、設(shè)計等方面的改進(jìn)，使產(chǎn)品質(zhì)量不斷的獲得提高，產(chǎn)品的合格率越來越高。

三、三坐標(biāo)測量機為提高公司生產(chǎn)工藝水平作出了貢獻(xiàn)。

三坐標(biāo)測量機使用以前的檢測設(shè)備大部分缺少三維檢測手段，影響了各公司生產(chǎn)工藝水平的提高，是企業(yè)長期難以解決的問題。汽車車身主要由沖壓件焊接而成，因此模具的好壞直接影響到鈑金件以至于整車質(zhì)量，而汽車的完美特性使得模具曲面更加復(fù)雜，如果用常規(guī)的檢測方法很難實現(xiàn)對模具的檢測，因此通過三坐標(biāo)測量機測量沖壓件，能夠生成精確到微米級的三維數(shù)據(jù)偏差和圖形報告，可以直接看到某一位置的質(zhì)量優(yōu)劣，給模具的修改帶來前所未有的便捷。

而三坐標(biāo)測量機投入使用后，可以不定期的對生產(chǎn)現(xiàn)場焊裝夾具進(jìn)行標(biāo)定，標(biāo)定結(jié)果用來指導(dǎo)工藝人員對焊裝件的質(zhì)量分析以及對夾具的調(diào)整。同時，利用綜合匹配樣架MEISTERBOCK對焊裝分總成進(jìn)行匹配分析，結(jié)合測量機對相應(yīng)部位的三維測量數(shù)據(jù)報告，來判斷焊裝夾具匹配工藝狀況的優(yōu)劣，從而確保白車身有一個穩(wěn)定的合格質(zhì)量。

四、實驗中的實施方案。

本文中以“形位公差及其檢測”這一模塊的教學(xué)為例，研究利用三坐標(biāo)測量機進(jìn)行實驗教學(xué)的實施方案。將實驗設(shè)置成基本實驗與綜合實驗兩個部分。

1、基本實驗的實施方案

基本實驗的教學(xué)與《互換性與測量技術(shù)》課程中形位公差理論知識的講解同步，先講解形位公差的含義、常用檢測方法，然后在三坐標(biāo)測量機上演示相對應(yīng)形位公差的檢測及評價。下面以平行度為例來簡單介紹一下。

1.1 講解平行度的含義

平行度公差用于限制被測要素對基準(zhǔn)要素平行方向的誤差。平行度公差帶的形狀有兩平行平面、兩組平行平面和圓柱等。此處需要重點強調(diào)“平行度公差帶與基準(zhǔn)平行”。

1.2 講解平行度的檢測

傳統(tǒng)的檢測方法：用水平儀分別測量零件上的基準(zhǔn)面（A）和被測面（B），對基準(zhǔn)和被測面上的測量數(shù)據(jù)進(jìn)行計算，并評定得出平行度誤差。

1.3 用三坐標(biāo)測量機檢測平行度

以圖2工件為例，用三坐標(biāo)測量機分別測量面A和面B，然后以A面為基準(zhǔn)面，B面為被測面，評價B面相對于A面的平行度。

所有形位公差的教學(xué)都可遵循以上步驟進(jìn)行，用三坐標(biāo)練習(xí)測量工件的形位公差，在理解形位公差含義的同時，學(xué)習(xí)了三坐標(biāo)測量機的操作，一舉兩得。

2、綜合實驗的實施方案

在完成基本實驗的學(xué)習(xí)之后，可通過測量不同復(fù)雜程度零件的形位公差來進(jìn)一步掌握形位公差的含義。教師可先提供較簡單的零件供學(xué)生檢測其尺寸及形位公差，待大部分同學(xué)都掌握之后，可根據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)及興趣情況提供復(fù)雜零件，讓學(xué)生自己設(shè)計實驗項目，再在三坐標(biāo)測量機上進(jìn)行練習(xí)與驗證。這樣可以讓學(xué)生充分理解各種形位公差的含義，實驗設(shè)計及動手實踐能力也得到了加強。

由于三坐標(biāo)測量機數(shù)量有限，并且為了避免學(xué)生初次操作用力不當(dāng)而損壞測針，在實驗教學(xué)過程中采用三坐標(biāo)測量機仿真軟件。每個學(xué)生只需要配置電腦和操作手柄，就可以在電腦上練習(xí)測量和評價形位公差了。待練習(xí)熟練后，再根據(jù)實際情況分組上真機操作。這樣，讓每個學(xué)生都有機會練習(xí)三坐標(biāo)測量機的操作，也大大提高了教學(xué)效率。

五、三坐標(biāo)測量機為質(zhì)量統(tǒng)計分析提供了數(shù)據(jù)源。

由于用三坐標(biāo)進(jìn)行制件的批量檢測，所以報告具有良好的一致性。可以充分利用三坐標(biāo)大量的檢測結(jié)果，借助統(tǒng)計分析軟件（CM4D）對某一制件某一階段的質(zhì)量進(jìn)行統(tǒng)計分析，獲得質(zhì)量狀態(tài)波動曲線（或波動圖）、工序能力評價指數(shù)、多次出現(xiàn)質(zhì)量問題點的位置等一系列的質(zhì)量統(tǒng)計分析信息。為質(zhì)量控制、質(zhì)量改進(jìn)以及避免潛在的質(zhì)量隱患發(fā)生提供可靠的依據(jù)。

優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品與先進(jìn)的技術(shù)、科學(xué)的管理、高精端的檢測設(shè)備是密不可分的。三坐標(biāo)測量機的引進(jìn)使用更具體的證實了這一道理，三坐標(biāo)測量機為產(chǎn)品生產(chǎn)過程控制提供了強有力得支持，從各款車的下線、試產(chǎn)、調(diào)試、批量直到達(dá)到最后穩(wěn)定的質(zhì)量，三坐標(biāo)測量機都從源頭做起、層層把關(guān)，采用隨機抽查，批量抽查和產(chǎn)品首件抽查等方法對產(chǎn)品質(zhì)量進(jìn)行全過程質(zhì)量控制及時、準(zhǔn)確、高效地提供制件的檢測報告，為質(zhì)量的預(yù)期控制提供了可靠的數(shù)據(jù)依據(jù)，解決了一系列的工藝問題和質(zhì)量問題，大大加快了新產(chǎn)品的開發(fā)研制進(jìn)程。當(dāng)對產(chǎn)品質(zhì)量有異議時，三坐標(biāo)測量機的檢測報告是最具權(quán)威性的，是判斷制件合格與否的關(guān)鍵工具，成了名副其實、公正不阿的‘法官，為企業(yè)質(zhì)量部門的仲裁提供了精確的數(shù)據(jù)。

現(xiàn)在三坐標(biāo)測量機受到了汽車行業(yè) 一致好評，同時獲得專家們的認(rèn)可，并經(jīng)過長期為汽車公司做主車身等制件的質(zhì)量檢測工作?？傊?，三坐標(biāo)測量機在汽車制造領(lǐng)域里得到了廣泛地應(yīng)用，伴隨著汽車的開發(fā)、研制、生產(chǎn)的全過程，開辟了汽車的新紀(jì)元，汽車行業(yè)受益非淺。它成功的保證了汽車的質(zhì)量。保證了汽車的質(zhì)量控制以及質(zhì)量改進(jìn)。隨著新產(chǎn)品的不斷開發(fā)和對產(chǎn)品質(zhì)量精益求精的要求，對測量機和測量人員的要求也越來越高，因此要求我們應(yīng)更加努力的不斷地完善自我，更加充分的利用和挖掘三坐標(biāo)測量機潛在的功能，使其最大限度的為產(chǎn)品質(zhì)量保駕護航。

參考文獻(xiàn)

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