三坐標測量機的應(yīng)用與功能拓展

程雅南

（中國重汽集團大同齒輪有限公司質(zhì)量部， 山西 大同 037001）

引言

隨著汽車工業(yè)的快速發(fā)展，業(yè)內(nèi)競爭日趨激烈，變速箱生產(chǎn)企業(yè)要想在激烈的市場競爭中尋求發(fā)展，就必須要有過硬的產(chǎn)品質(zhì)量作保證。不用三坐標測量機檢測時，許多工裝、檢具、箱體類等零件的測量大多采用手工畫線檢驗、用零件驗證，這樣不僅不能準確反映零件的實際尺寸及位置關(guān)系，不能使產(chǎn)品的質(zhì)量得到保證，而且檢驗費時費力。在新品試制過程中，由于工裝檢具的不適用而返工回用，試制進度無法得到保證。當使用三坐標測量機時，不僅彌補了檢測方面的不足，節(jié)約了時間而且也提高了檢驗效率。

1 三坐標測量機檢測特殊尺寸

用三坐標測量機隊出口齒輪M11的3401439進行試制，由于該齒輪的24孔位置度要求特殊，需不斷優(yōu)化檢測程序。

在出口齒輪M11試制過程中，3401439要求以孔、鍵、齒為基準，評價Ф197 mm圓周上24 mm×Ф21 mm布孔位置，但現(xiàn)有應(yīng)用程序無法實現(xiàn)，熱處理變化無規(guī)律可循、熱前加工余量不能很好掌握。通過和海克斯康技術(shù)工程師交流、咨詢，轉(zhuǎn)化位置度要求，拓展三坐標的編程功能，以孔定位、以鍵定位、以齒定位、編輯、優(yōu)化程序，使檢測滿足要求，并要求熱前、熱后逐件跟蹤檢測。目前已擁有非常成熟完整實用的3401439形位尺寸檢測程序，檢測時間從原來每件2h縮短到每件15min，并提供了大量的精確數(shù)據(jù)。

2 利用工件做檢驗粗定位基準

M11、EEA、迪爾、紐荷蘭、歌美颯、上柴新品的試制與批量供貨，三坐標測量機都起著不可代替的作用。EEA產(chǎn)品3955152、4934529、4941352齒輪槽的位置度，按圖紙要求進行評價坐標機無法直接實現(xiàn)，從測量方面進行轉(zhuǎn)化，利用槽內(nèi)兩點不同位置與基準的角度進行評價從而滿足圖紙要求，實現(xiàn)過程控制滿足工藝要求。為了盡量滿足檢驗頻次則利用3955152、3401439工件本身作檢驗的粗定位基準，將待檢驗件與固定件相吻合，只要找正齒、鍵、外圓，坐標機會自動檢測平面、內(nèi)孔、齒、建坐標系，直到程序結(jié)束。錐度類齒輪由于工件本身不能作定位基準，設(shè)計3955153、3971520、4934543三套工裝，檢驗時將工裝固定好，然后將工件裝入工裝，只要完成第一件的手動檢測后，以后只需裝夾好，檢測過程即可全部自動完成，這樣大大縮短了檢驗時間。

在工作中不斷積累經(jīng)驗，根據(jù)檢驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)問題，在迪爾產(chǎn)品加工過程中，磨工有一拋光工序，由于拋光機存在故障，該工序使磨工的錐度絕大多數(shù)變大，最大大40′，一般大2′～3′左右，而該類產(chǎn)品公差為±2′[1]，這使大多數(shù)合格產(chǎn)品變?yōu)椴缓细?。最終改用舊的拋光工藝手工氈拋，滿足迪爾產(chǎn)品的圖紙加工要求。在迪爾、紐荷蘭試制中內(nèi)花鍵拉制工序大、小徑尺寸常規(guī)測量不能準確讀數(shù)，嘗試使用三坐標測量大、小徑，根據(jù)圖紙要求多次試驗，最終設(shè)計、編寫出檢測程序，滿足該尺寸的檢測要求。

3 三坐標測量機檢測開發(fā)與應(yīng)用

3.1 發(fā)動機齒輪正時角度的檢測

發(fā)動機齒輪正時角度的檢測，手工劃線不能讀數(shù)，人為誤差大；齒輪檢測中心進行正時檢測時，找正時間長且困難，無法實現(xiàn)對于倒角后的斜齒輪的檢測。手工檢測時人為誤差大，其結(jié)果對于車間的調(diào)車影響較大。通過手工檢測，無法實現(xiàn)對圖紙指定高度進行直接讀數(shù)，需進行換算。利用三坐標測量機開發(fā)與應(yīng)用了發(fā)動機齒輪正時角度自動檢測，依據(jù)圖紙要求開發(fā)計算機編程功能，結(jié)合測針結(jié)構(gòu)，編寫自動檢測程序進行多次實踐、驗證。同時在評價欄內(nèi)輸入該齒輪正時的理論值及其公差帶，便于判定。結(jié)合測針結(jié)構(gòu)，編寫自動檢測程序，正時齒輪正時角度的精確測量，滿足測量精度。該檢測方法檢測時間短、效率高、結(jié)果準確、重復(fù)性好，正確及時指導(dǎo)公式。

3.2 鉆模類的檢測

鉆模類工裝以前只能通過工件進行驗證，現(xiàn)在從加工過程工序控制、周期檢定及不合格品返修，全部進行檢測控制，確保了工裝合格滿足生產(chǎn)。翻轉(zhuǎn)鉆模體T634-90Z.016系廢舊工裝屬裝備部修舊利廢，由于多處變形無可利用的檢測基準，不能進行有效的檢驗，也不能確定下一步修理方案。經(jīng)過多次探討、反復(fù)思考，三坐標測量機確立以兩孔連心線找正坐標系，新坐標系的方向為兩圓連線投影到參照坐標系的XY平面的方向，坐標原點X、Y值為第一個圓心，Z值為參照坐標系的原點分量的虛擬坐標系。然后經(jīng)過兩次平移、一次旋轉(zhuǎn)最終建立工件坐標系，并進行多次檢驗。根據(jù)每次檢驗結(jié)果，為下一步的修理方案提供可靠、科學的數(shù)據(jù)。

3.3 錐度類的檢測

錐度類檢具在制造過程中，角度磨成后，在保證大小端尺寸時磨削量不易控制，存在角度、尺寸之間的換算，易造成一定的誤差及機床加工誤差，造成錐度不合格。利用坐標機的軟件功能優(yōu)勢，進行開發(fā)應(yīng)用指導(dǎo)生產(chǎn)，直接給出實際需要磨平面的磨量，工人可以根據(jù)提供的數(shù)據(jù)，不用再進行計算，可直接加工，大大縮短了生產(chǎn)制造周期，同時使成品合格率由原來的10%提高到80%，保證入庫時100%合格[2]。

3.4 箱體類、復(fù)雜檢測項目的檢測

箱體類零件、外協(xié)、外購件復(fù)雜檢測項目的抽檢和判定，自三坐標機投入使用以來，尤其是在牧野加工中心調(diào)試驗收階段，根據(jù)加工方法的不斷調(diào)整，不斷改變檢測方法，圓滿完成了機床的驗收測試工作及日常加工的各類箱體的首檢、抽檢工作。

3.5 日常類的檢測

在日常的檢驗工作中，工件定位、異形元素不能直接測量。為了有效解決這些問題，動手設(shè)計、制作各類輔助工具，如夾板能滿足大、小型工裝的檢測，大、小孔板滿足各類異形件的任意裝夾定位以實現(xiàn)多項目的檢測需求，軸套等來滿足各類軸、齒輪等的檢測。通過自學不斷優(yōu)化開發(fā)應(yīng)用程序，最大限度地發(fā)揮坐標測量機的作用。

4 結(jié)語

目前，三坐標測量機擔負各類箱體、特殊尺寸、復(fù)雜項目的檢測、發(fā)動機齒輪正時角度的檢測、出口產(chǎn)品過程控制、成品抽檢、各類錐度零件、錐度檢具、工裝檢具等制造時的跟蹤檢測及周期檢定等任務(wù)。作為檢測儀器，從使用角度上看，它必須滿足檢測要求，達到最佳的性能價格比，并產(chǎn)生較高的經(jīng)濟效益，真正將科技轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)力。這就要求在以后的工作中，將工作重心從滿足檢測要求不斷延伸，利用曲線曲面軟件包對無法用標準的幾何元素描述的自由曲線曲面進行掃描，利用統(tǒng)計軟件包獲得統(tǒng)計數(shù)據(jù)同時提供置信度水平直方圖、手工外廓線和統(tǒng)計圖。