三坐標測量機在質檢專業教學中的應用

孫佳慧

（遼寧機電職業技術學院 遼寧 丹東 118009）

三坐標測量機在質檢專業教學中的應用

孫佳慧

（遼寧機電職業技術學院 遼寧 丹東 118009）

為更好完成精密測量技術的實驗教學環節，設計一種以三坐標測量機為實訓教學平臺的實驗教學方法，通過綜合運用三坐標測量機提高學生動手實踐能力，提高學生所學知識的先進性。實踐證明，教學效果良好，既強化了學生理論知識學習的掌握程度，又提高了動手實踐能力，并且同傳統的普通量具或測量儀器相比，目前絕大部分企業廣泛應用現代化、高精度的測量設備，學生掌握先進測量設備后更容易融入企業工作環境中。

測量技術；三坐標測量機；能力培養

1 引言

伴隨著先進科學技術的快速發展，制造業生產自動化程度也在飛速提高，社會需求對產品的質量及產品可靠性要求越來越嚴格，先進的測量技術在制造技術中具有舉足輕重的地位，測量設備也越來越趨于精密化、集成化、智能化。對于加工生產制造完成后的產品，需要評價工件的各幾何量是否符合技術要求，需要結合圖紙對零件的幾何尺寸、形位公差等幾何量進行評價。

三坐標測量機是一種光、機、電、算融于一體的先進測量設備，具有高精度、高效率的特點，目前在機械制造行業中應用較為普遍。而為了更好的促進機械產品檢測檢驗技術專業學學習內容與企業需求相結合，在該專業教學中開設現代測量技術專業課程，根據現有教學資源，將三坐標測量機作為本門課程的教學重點，使學生在了解現代測量技術的同時，又能提高學生實踐動手操作能力。

2 實訓內容

實訓課程授課對象為機械產品檢測檢驗技術專業學生，根據學生所學專業特點及所掌握的專業基礎知識，將實訓課程劃分為三部分內容，從認知到掌握，內容逐級加深，符合學生的認知規律。

2.1 基礎認知

基礎認知主要采用多媒體教室結合現場演示的方式展開教學。主要包括現代測量技術的發展過程、相關概念，三坐標測量機的發展及類型，以三坐標測量機的類型為例，按照結構形式分類可分為移動橋式結構、固定橋式結構、龍門式結構、懸臂式結構、立柱式結構等等。在實訓室介紹三坐標測量機的組成，包括硬件部分如主體部分、控制計算機、操縱盒、測頭，軟件部分如操作系統及操作軟件。結合儀器講解三坐標測量機的使用步驟、維護、保養等方面注意事項。利用微課視頻講解三坐標測量機工作原理：將工件安裝固定在工作臺上，在測量程序的控制下，測頭可以在X，Y，Z三個方向上移動，運動過程中，測頭與工件表面相碰觸，該點坐標數據將被記錄，測量系統對被測數據進行進一步處理，擬合形成所需要的測量元素，經過數學計算的方法分析得出測量結果。

2.2 基本操作技能

本部分實訓所選用的待測工件為學生在公差實訓環節測量過的軸類零件圓度公差測量。通過簡單零件的實際測量，要求學生能夠掌握如何選擇測頭，對測頭進行校驗，如何合理裝夾零件，達成正確使用三坐標測量機對零件進行手動測量，包括點、平面、圓柱、圓等等教學目標，能夠用PCDMIS軟件完成相關特征包括軸線，基準面坐標系的構建，并進行形位公差、尺寸的分析。

通常檢測零件的圓度是很困難的，需要V形架、指示表及測量架。而使用三坐標測量機對相同被測件的同一被測量進行測量，可以使學生更好的將先進測量方法與傳統測量方法進行對比，讓學生更好掌握知識的實驗水平的效果。

工件圓度誤差的檢測。檢測步驟如下：

(a)根據零件特征選擇測頭，盡可能選擇一個測頭，就能完成一個工件的全部檢測任務。本實訓內容中選擇φ4mm即可，安裝后添加測量角度，對所有的測量角度進行測頭校驗，以保證測量精度；

(b)裝夾固定工件，要求定位合理且便于測量，并且盡可能一次裝夾完成測量任務；

(c)手動測量外圓圓柱面；

(d)對所測量進行評價；

(e)生成檢測報告。

2.3 提升操作技能

提升操作技能階段，針對虎鉗底座部分進行測量，首先通過圖紙來確定零件的測量方法，針對已經給的形狀公差和位置公差以及相應的一些公差要求進行測量結果的比對，最終將測量結果與理論進行對比，驗證零件是否符合要求，是否要進行更優的工藝改進。

檢測步驟如下：

(a)分析虎鉗底座零件圖紙，確定被測項目，包括長度尺寸、平面度、平行度的測量，制定測量計劃方案，合理規劃測量路徑；

(b)根據圖紙所示被測項目及零件的尺寸基準，采用3-2-1法，建立坐標系，首先測量平面，其次測量兩平行面，構建直線，最后測量點，確定原點。最后將零件與三坐標測量空間進行統一，進行測量；

(c)對被測項目進行評價，生成檢測報告。

最后對學生進行考核，考核的過程融于整個教學環境中，注重學生分析問題、解決問題的能力以及動手操作能力，提高學生學習的積極性，對在學習和應用上有創新的學生應給予特別鼓勵，全面綜合評價學生能力

3 結語

將三坐標測量引入到課堂的學習中，不僅可以學生學習到最新的測量技術，還激發了學生對于測量這類學科的學習興趣和熱情，通過檢測常見的工件，基礎課程中接觸過的工件，將傳統的測量方法與現代的測量方法進行比較和相應的原理分析，最終提高了學生的對于復雜零件測量的能力，開闊了學生的眼界。對于今后的就業有一定的指導意義。在實訓課中引入先進的測量設備，可以將知識、能力、創新教育融于一體，培養學生的綜合素質。

[1]黨威武.三坐標測量機在實踐教學中的應用[J].機械職業教育，2013(9)：41-42

[2]姚利娟.基于三坐標測量機的實驗教學方法探索[J].實驗科學與技術，2014，12(4)：109-111..

[3]方韻梅，廖華麗，林崗.基于三坐標測量機的實驗教學探索實踐[J].中國電力教育，2013(13)：154-155.

U472.9 【文獻標識碼】A 【文章編號】1009-5624（2018）02-0171-02

孫佳慧（1988-），女，漢族，吉林，研究生，遼寧機電職業技術學院，研究方向：機械產品檢測檢驗技術。

論文成果來自：遼寧機電職業技術學院院級教研項目，項目編號：JYLX2016020。