淺談三坐標(biāo)測量機在汽車覆蓋件模具行業(yè)中的作用及正確使用

吳維

摘??要：三坐標(biāo)測量是一種具有高精度、高效率的測量設(shè)備，在模具行業(yè)中應(yīng)用廣泛。本文闡述了三坐標(biāo)測量機的結(jié)構(gòu)組成及測量原理，對三坐標(biāo)測量機在汽車覆蓋件模具行業(yè)中的應(yīng)用進(jìn)行了初步介紹，同時指出了三坐標(biāo)測量機在測量過程中正確使用應(yīng)該注意的幾點事項。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)測量機;測量原理;作用

前言

汽車覆蓋件模具是汽車加工生產(chǎn)過程中保證其精度和質(zhì)量的關(guān)鍵設(shè)備，這種模具的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，具有多變的曲折型面，而且具有大質(zhì)量，大體積，同時各模具之間具有復(fù)雜的協(xié)調(diào)關(guān)系，要求具備高精度。因此，相應(yīng)的測量技術(shù)在汽車覆蓋件模具的加工生產(chǎn)過程中是必不可少的。三坐標(biāo)測量機是一種具有多種功能的高效測量裝置，這種測量機綜合了電子、計算機、光柵等各方面的先進(jìn)技術(shù)于一體，從而能夠?qū)崿F(xiàn)各種測量過程的自動化及數(shù)據(jù)處理?，F(xiàn)在，三坐標(biāo)測量機已經(jīng)成為了汽車覆蓋件模具生產(chǎn)中的必須的測量裝備。

1.三坐標(biāo)測量機的結(jié)構(gòu)組成、分類及測量原理

1.1?三坐標(biāo)測量機的結(jié)構(gòu)組成及分類

三坐標(biāo)測量機一般分為主機、電氣系統(tǒng)、測頭三大部分。三坐標(biāo)測量機的主機部分包括了測量機的框架結(jié)構(gòu)、標(biāo)尺系統(tǒng)、導(dǎo)軌、驅(qū)動裝置、平衡部分及轉(zhuǎn)臺與相關(guān)附件，是整個機器的主要組成部分。三坐標(biāo)測量機具有三個測量方向，通常這三個測量方向相互垂直，測量機的測頭可以在三個測量方向上感應(yīng)瞄準(zhǔn)信號及微小位移，從而實現(xiàn)在三個測量方向上的瞄準(zhǔn)和測微，測頭是三坐標(biāo)測量機實現(xiàn)測量功能的關(guān)鍵部位。三坐標(biāo)測量機的電氣系統(tǒng)包括測量機的電氣控制系統(tǒng)、計算機硬件部分、測量機相關(guān)軟件以及打印與繪圖裝置。

根據(jù)三坐標(biāo)測量機結(jié)構(gòu)形式的不同，一般可將三坐標(biāo)測量機分為橋式、龍門式、懸臂式三種。根據(jù)驅(qū)動方式的不同可分為手動和自動。而根據(jù)測量機與被測樣品的接觸與否來分類，可將其測量系統(tǒng)分為接觸式與非接觸式，詳細(xì)見圖1-1。

圖1-1?三坐標(biāo)測量分類

1.2三坐標(biāo)測量機的測量原理

三坐標(biāo)測量機是以坐標(biāo)測量原理為基礎(chǔ)的，三坐標(biāo)測量機的基本原理是將被測物體放入測量機的測量空間，選取具有較好精度的位置，測量被測物體的各測點的坐標(biāo)位置，利用計算機將測量所得的各測點的坐標(biāo)數(shù)據(jù)與各點的理論坐標(biāo)進(jìn)行自動比對及處理，進(jìn)一步建立測量參考坐標(biāo)系，在此參考坐標(biāo)系下再對各測點進(jìn)行精確測量，得出各點的空間坐標(biāo)值，利用計算機將這些點的坐標(biāo)數(shù)值進(jìn)行擬合處理，形成測量元素，再經(jīng)過數(shù)學(xué)計算求出被測物體的形狀、位置公差及其他數(shù)據(jù)。

不同的三坐標(biāo)測量機測量原理因結(jié)構(gòu)不同會略有差別，如硬式三坐標(biāo)測量機采用點位探測，通過探針直接接觸被測元件，逐點測量，如圖1-2。而非接觸式三坐標(biāo)測量機可采用激光三角法，利用光學(xué)原理采集位置數(shù)據(jù)。

圖1-2?點位探測原理

2.三坐標(biāo)測量機在汽車覆蓋件模具行業(yè)中的作用

三坐標(biāo)測量機作為一個精密的數(shù)控檢測設(shè)備，相對于普通的數(shù)控機床，高精度是其突出特點，其主要功能是能精確測量相應(yīng)產(chǎn)品的外形尺寸及形位公差。在汽車覆蓋件模具制造過程中，三坐標(biāo)測量機的應(yīng)用主要體現(xiàn)在以下兩個方面。

2.1對模具加工精度的過程控制，能夠為其提供質(zhì)量保證。根據(jù)汽車覆蓋件模具的工作動作特性，相互位置精度對于汽車覆蓋件模具生產(chǎn)是最為關(guān)鍵的。

2.2三坐標(biāo)測量機實現(xiàn)了對沖壓件的測量，進(jìn)而得到模具整改數(shù)據(jù)。與傳統(tǒng)的手工檢具測量相比，三坐標(biāo)測量機測量沖壓件不僅大大提高了工作效率，而且得到的測量結(jié)果也具有更高的準(zhǔn)確性，為模具整改提供有力的數(shù)據(jù)支持。

3.三坐標(biāo)測量機的正確使用

為了盡可能延長三坐標(biāo)測量機的使用壽命，保證它的測量精度，在三坐標(biāo)測量機的使用過程中應(yīng)注意以下幾點：

3.1為了預(yù)留足夠的吊裝空間，在工件吊裝前，工作人員要注意提前將三坐標(biāo)測量機的探針退回到坐標(biāo)原點。

3.2工件吊裝過程中必須避免與三坐標(biāo)測量機碰撞，保持平穩(wěn)，防止損壞機器的相關(guān)構(gòu)件。

3.3保證三坐標(biāo)測量機的等溫要求，正確安裝測量零件。

3.4利用三坐標(biāo)測量機測量前，根據(jù)圖紙要求建立正確的坐標(biāo)系，這是保證數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性的必要條件。

3.5適當(dāng)增加拐點以避免探針與工件在程序運行時發(fā)生干涉，影響測量。

3.6為了避免工作臺長時間處于承載狀態(tài)，測量結(jié)束后應(yīng)及時將工作元件吊離工作臺，尤其是一些較重的大型模具、檢具。

正確使用三坐標(biāo)測量機，使其處于良好的工作狀態(tài)，保證測量的精確性，在其使用過程中還應(yīng)定時維修，以保證測量機正常工作。

4.結(jié)束語

在汽車覆蓋件模具行業(yè)中，三坐標(biāo)測量機的精度好，可靠性高的特點為模具的開發(fā)加工提供了強大的測量技術(shù)支持?，F(xiàn)在，隨著科技發(fā)展，高速掃描測頭及其他先進(jìn)技術(shù)設(shè)備的的應(yīng)用和推廣更大的擴(kuò)展了三坐標(biāo)測量機的應(yīng)用領(lǐng)域，三坐標(biāo)測量機的正確使用可以保證產(chǎn)品加工的精度及質(zhì)量，極大的促進(jìn)了模具制造業(yè)的發(fā)展及技術(shù)進(jìn)步，三坐標(biāo)測量機的應(yīng)用前景及應(yīng)用領(lǐng)域都非常廣闊。

參考文獻(xiàn)：

[1]張國雄等.三坐標(biāo)測量機.天津大學(xué)出版社，1999，8.

[2]王植槐.汽車制造檢測技術(shù).北京理工大學(xué)出版社，2000，401.

[3]葉宗茂.淺談三坐標(biāo)測量機在汽車機加件檢測中的應(yīng)用實踐.青島前哨朗普測量技術(shù)有限公司2003年度坐標(biāo)測量機應(yīng)用技術(shù)論文集，2003，108.