三坐標測量機在檢測復雜結構零件中的應用

胡蓉

摘要：通過描述運用三坐標測量機檢測底座的檢測過程，闡明了三坐標測量機這種新型精密測量儀器在測量中保證高效準確、產品質量和穩定生產方面起著十分重要的作用。

關鍵詞：三坐標測量機；檢測；作用

0 引言

隨著中國制造業的蓬勃發展，企業和機械行業對產品質量要求不斷提高，使產品質量的目標和關鍵漸漸由最終檢驗轉化為對制造流程進行控制，通過信息反饋對加工設備的參數進行及時調整，從而保證產品質量和穩定生產過程，提高生產效率。

三坐標測量機（Coordinate Measuring Machining，簡稱CMM）是一種具有幾十年發展歷史的新型高效精密測量儀器，是機械制造、工業設計及質量檢測中必不可少的關鍵設備。

本文以檢測為某企業生產的底座零件為例闡述運用三坐標測量機檢測的技術方法效率高且效果顯著。

1 三坐標測量機的原理

任何形狀都是由空間點組成的，所有的幾何量測量都可以歸結為空間點的測量。精確地進行空間點坐標的采集，是評定任何幾何形狀的基礎。

三坐標測量機的基本原理是將被測零件放入它允許的測量空間，精確地測出被測零件表面的點在空間的3個坐標位置的數值，將這些點的坐標數值經過計算機數據處理，擬合形成測量特征元素（平面、直線、圓、圓柱、圓錐等），再經過數學計算的方法得出其形狀、位置公差及其他幾何量數據。三坐標測量機是測量和獲得尺寸數據的最有效方法之一，因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規，并把復雜的測量任務所需時間從小時減少到分鐘。

2 零件分析

圖1是為某企業生產的底座零件，此零件在設備中起著關鍵作用。觀察零件外形發現既有孔又有錐面，且每個面都有凸臺，形狀比較復雜。如果運用傳統的測量方法完成這樣具有復雜幾何形狀工件的測量會導致企業的計量部門需要配置多類型的計量設備和從事計量操作的專業檢測人員，從而造成檢測效率低且精度不高。為了在生產過程中有效控制底座的制造精度和質量，采用三坐標測量機對批量底座進行快速準確測量。

3 測量過程

3.1 建立坐標系

將加工好的底座零件放在平臺上，確定零件的裝夾方式，選擇合適測針。根據測量要求設置測頭角度并對所需的測針和角度進行校驗。然后導入加工零件的數模，建立坐標系（圖2）。

3.2 編寫測量程序

依次對零件各個特征元素進行測量，并根據零件上不同測量部位轉換測針角度。需要注意的是，在兩個特征元素之間，必須添加移動點（手控盒上的“PRINT”鍵），防止測針直接撞擊零件。所有特征元素測量結束后，為消除人為因素產生的誤差，讓機器自動地對所有特征元素重新測量。對所要求的特征量進行測量一次后，可自動記錄路徑和操作，并保存測量程序。

3.3 輸出評價報告

對測量好的特征元素，按要求進行評價，得出評價報告（圖3）。評價結果直接反應該特征元素合格與否。對于此后的同一批底座零件均可采用所保存的程序驅動三坐標測量機自動進行檢測并形成檢測報告。

4 結束語

綜上所述，三坐標測量機具有可重復自動檢測以及操作的簡易性和高效性的特點，不僅解決了復雜零件研制急需先進檢測儀器和檢測技術的難題，而且還迎合了產品更新節奏加快對產品檢測速度的要求。因此，三坐標測量機在測量領域得到了廣泛應用，體現出了它的重要性和廣闊的發展前景。