三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在檢測(cè)復(fù)雜結(jié)構(gòu)零件中的應(yīng)用

胡蓉

摘要：通過(guò)描述運(yùn)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)底座的檢測(cè)過(guò)程，闡明了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)這種新型精密測(cè)量?jī)x器在測(cè)量中保證高效準(zhǔn)確、產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)方面起著十分重要的作用。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)；檢測(cè)；作用

0 引言

隨著中國(guó)制造業(yè)的蓬勃發(fā)展，企業(yè)和機(jī)械行業(yè)對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求不斷提高，使產(chǎn)品質(zhì)量的目標(biāo)和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗(yàn)轉(zhuǎn)化為對(duì)制造流程進(jìn)行控制，通過(guò)信息反饋對(duì)加工設(shè)備的參數(shù)進(jìn)行及時(shí)調(diào)整，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過(guò)程，提高生產(chǎn)效率。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（Coordinate Measuring Machining，簡(jiǎn)稱(chēng)CMM）是一種具有幾十年發(fā)展歷史的新型高效精密測(cè)量?jī)x器，是機(jī)械制造、工業(yè)設(shè)計(jì)及質(zhì)量檢測(cè)中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。

本文以檢測(cè)為某企業(yè)生產(chǎn)的底座零件為例闡述運(yùn)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)的技術(shù)方法效率高且效果顯著。

1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的原理

任何形狀都是由空間點(diǎn)組成的，所有的幾何量測(cè)量都可以歸結(jié)為空間點(diǎn)的測(cè)量。精確地進(jìn)行空間點(diǎn)坐標(biāo)的采集，是評(píng)定任何幾何形狀的基礎(chǔ)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本原理是將被測(cè)零件放入它允許的測(cè)量空間，精確地測(cè)出被測(cè)零件表面的點(diǎn)在空間的3個(gè)坐標(biāo)位置的數(shù)值，將這些點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)值經(jīng)過(guò)計(jì)算機(jī)數(shù)據(jù)處理，擬合形成測(cè)量特征元素（平面、直線、圓、圓柱、圓錐等），再經(jīng)過(guò)數(shù)學(xué)計(jì)算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數(shù)據(jù)。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是測(cè)量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效方法之一，因?yàn)樗梢源娑喾N表面測(cè)量工具及昂貴的組合量規(guī)，并把復(fù)雜的測(cè)量任務(wù)所需時(shí)間從小時(shí)減少到分鐘。

2 零件分析

圖1是為某企業(yè)生產(chǎn)的底座零件，此零件在設(shè)備中起著關(guān)鍵作用。觀察零件外形發(fā)現(xiàn)既有孔又有錐面，且每個(gè)面都有凸臺(tái)，形狀比較復(fù)雜。如果運(yùn)用傳統(tǒng)的測(cè)量方法完成這樣具有復(fù)雜幾何形狀工件的測(cè)量會(huì)導(dǎo)致企業(yè)的計(jì)量部門(mén)需要配置多類(lèi)型的計(jì)量設(shè)備和從事計(jì)量操作的專(zhuān)業(yè)檢測(cè)人員，從而造成檢測(cè)效率低且精度不高。為了在生產(chǎn)過(guò)程中有效控制底座的制造精度和質(zhì)量，采用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)批量底座進(jìn)行快速準(zhǔn)確測(cè)量。

3 測(cè)量過(guò)程

3.1 建立坐標(biāo)系

將加工好的底座零件放在平臺(tái)上，確定零件的裝夾方式，選擇合適測(cè)針。根據(jù)測(cè)量要求設(shè)置測(cè)頭角度并對(duì)所需的測(cè)針和角度進(jìn)行校驗(yàn)。然后導(dǎo)入加工零件的數(shù)模，建立坐標(biāo)系（圖2）。

3.2 編寫(xiě)測(cè)量程序

依次對(duì)零件各個(gè)特征元素進(jìn)行測(cè)量，并根據(jù)零件上不同測(cè)量部位轉(zhuǎn)換測(cè)針角度。需要注意的是，在兩個(gè)特征元素之間，必須添加移動(dòng)點(diǎn)（手控盒上的“PRINT”鍵），防止測(cè)針直接撞擊零件。所有特征元素測(cè)量結(jié)束后，為消除人為因素產(chǎn)生的誤差，讓機(jī)器自動(dòng)地對(duì)所有特征元素重新測(cè)量。對(duì)所要求的特征量進(jìn)行測(cè)量一次后，可自動(dòng)記錄路徑和操作，并保存測(cè)量程序。

3.3 輸出評(píng)價(jià)報(bào)告

對(duì)測(cè)量好的特征元素，按要求進(jìn)行評(píng)價(jià)，得出評(píng)價(jià)報(bào)告（圖3）。評(píng)價(jià)結(jié)果直接反應(yīng)該特征元素合格與否。對(duì)于此后的同一批底座零件均可采用所保存的程序驅(qū)動(dòng)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)自動(dòng)進(jìn)行檢測(cè)并形成檢測(cè)報(bào)告。

4 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有可重復(fù)自動(dòng)檢測(cè)以及操作的簡(jiǎn)易性和高效性的特點(diǎn)，不僅解決了復(fù)雜零件研制急需先進(jìn)檢測(cè)儀器和檢測(cè)技術(shù)的難題，而且還迎合了產(chǎn)品更新節(jié)奏加快對(duì)產(chǎn)品檢測(cè)速度的要求。因此，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在測(cè)量領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，體現(xiàn)出了它的重要性和廣闊的發(fā)展前景。