三坐標測量機在汽車制造業中的應用

韋鐘夫

柳州上汽汽車變速器有限公司 廣西柳州 545006

工程師 韋鐘夫

1 序言

三坐標測量相較于過去的測量技術，對汽車零件的檢測精度更高，且能夠利用大數據、物聯網和云計算等現代技術，對測量誤差的原因進行全面分析。采用人工與設備共同操作的模式，在規范測量技術應用流程的基礎上，自動提取產品關鍵幾何信息，借助信息平臺進行高效換算，即使是不規則、復雜結構等測量難度較高的零件，也可以利用三坐標立體化觸探，獲取高精度的測量結果，可以有效地為產品生產數據的調整提供客觀數據參考，對于汽車零件規?；⒁幏痘a有著重要的支持作用。

2 三坐標測量機工作原理與技術優勢

2.1 設備工作原理

三坐標測量機的工作原理是將測量對象放在工作臺上，構建直角坐標系后，使用測量探頭進行全方位、立體化的觸測，得到產品幾何坐標參數，然后上傳至計算機，借助大數據、云計算等技術，對產品尺寸、結構和幾何公差等數值進行計量、對比與分析。通過測量觸頭的動態測量，自動化收集幾何數據，并利用信息系統對數據進行智能化整合，使得測量結果更全面、更精確，在產品質量檢測領域具有較廣闊的應用前景。在對特殊產品進行測量時，還需要一些專業工具，包括裝夾夾具、傳感裝置、固定設備與探頭等，以保證檢測結果的精確度。

2.2 技術優勢

三坐標測量機相較于以往的測量儀器，具有精密度高、測量周期短和檢驗結果客觀等優勢，尤其是在產品幾何數據的分辨率檢驗項目中，數據測量精度可以達到微米級別，實用性強。在數據采集后，利用數控管理系統，可以對各項尺寸、結構等參數進行高效計算、對比與整合，在此基礎上，通過對數據的擬合，還可以為測量產品三維模型的構建提供支持，出具3D 圖形，更直觀地展示所測量產品的各項幾何數據[1]。

此外，這種高精密的測量設備還可以準確、快速地判定誤差范圍、位置，并對誤差來源進行追蹤，為產品生產數據的優化修改提供依據，全面提升產品生產制造的機械化、自動化和智能化水平。

3 操作特點

3.1 融合了人工與機械測量方法

三坐標測量機可以采用人工與機械測量結合的方式，同時完成大批量零件的檢測工作，在提升檢測工作效率的同時，優化了零件檢測流程。在自動測量前，先根據手工測量的情況，通過經驗與實際情況進行簡單的分析，制定大致的目標。人工檢測完成后，按照測量設備操作規范與檢測方案，確定具體的操作方法。在測量過程中，需要同步對數據進行記錄，上傳到信息平臺上，基于智能化、自動化控制程序，設定觸探力度、方位和速度，直接完成裝夾工作，保證大批量零件檢測能夠一步完成，提升零件生產制造整體能效。

3.2 操作流程有著統一的規范

三坐標測量機在設計與實際操作過程中，有著統一的技術規范，技術人員結合零件測量的要求，按照規范配置探頭，在工作臺上對產品進行立體化、全方位的測量，可以得到準確、全面的幾何數據。與此同時，在得出三坐標幾何測量數據后，需要合理分析數據關聯，確定檢測距離，保證裝夾操作能夠一步到位。

3.3 結果換算更準確

以往汽車生產制造的測量更注重產品整體結構、形狀與尺寸方面的測量，在結果轉換方面以數字計算為主，結果誤差性較大，尤其是對產品曲面的測量，由于零件空間結構不規則，所以探測的幾何數據差距較大[2]。采用高精度、智能化設備對零件進行檢測，可以利用智能化信息處理平臺，對原始數據進行精確換算，有效提升了測量結果的準確性與可靠性。

4 具體應用流程

4.1 設備操作準備

在操作三坐標測量機進行檢測前，由于測量精確度要求較高，因此需要事先對檢具進行規范檢測，制定具體的測量計劃，科學安排檢測順序、操作人員及不同環節的檢測內容等。首先對測量的各項要求進行分析，選取合適的測量機型號及其配置，然后對測量的整體過程做出規劃，按照規劃進行實際操作。結合檢測要求與設備使用規范，確定各項測量參數，包括觸探采點的位置、數量及關鍵特征提取點等。技術人員應深入研究幾何誤差的計算公式、測量要求，選擇具體的測量方法，為后期編程測量規劃的制定提供有效的參考。此外，在三坐標測量機使用前，還應對各項操作性能進行調試，保證設備整體運維狀態的穩定性。

4.2 檢定編程流程

使用三坐標測量機前，需要先編訂檢定程序，結合基準孔、基準球和基準塊等測量數據建立坐標系。但是在編程的過程中，由于對檢具幾何參數的精確度要求較高，如果選擇以迭代法為基礎建立坐標系，則產品測量平面數值與實際平面測量數值間的誤差將會拉大，因此，為降低誤差值，可以以3個圓形基準孔的測量數據為基礎，按照三點、兩線、一面的順序，為檢具構建基礎坐標體系，之后再與數據模型進行擬合，這樣做的優勢在于可以將誤差降到最小。如果測量結果還是存在較大的誤差，那么很可能是因為測量設備或軟件程序出現運行異常問題，需要對設備進行狀態檢修，及時解決異常問題，保證基準孔位置準確、數據建模合理。在程序檢測過程中，可以通過初始坐標值與實際測量坐標值對比的形式，找準誤差點，重新建立坐標系。

4.3 檢定結果的評定與優化

三坐標測量技術是原有產品測量與信息化技術的融合應用，按照零件檢測需求對設備進行優化調試后，可以有效控制檢測過程中不確定因素的影響。同時，得出測量結果后，需要相關技術人員、管理人員對比報告中數據模型與檢具的各項參數，確保參數相符的情況下，出具合格認證，貼上標簽。標簽上對檢具的名稱、測量項目及使用周期等信息進行標注。如果檢具測量結果與質量合格標準存在誤差，則需要對檢具進行重新加工修復后，再次進行測定[3]。

在三坐標測量過程中，應保證設備操作的規范性，對檢定結果進行專業化評定與優化，降低測量誤差值，提升產品測量結果的準確性與可靠性，避免后期出現檢測誤差、產品不合格而導致零件返修、淘汰等情況。

除此之外，三坐標測量機能夠準確分析產品質量檢測的不確定度，對于誤差產生的位置、原因與影響等進行智能化分析，得出誤差規律，從而制定出結果不確定度的控制對策。

5 結束語

三坐標測量機憑借測量精度較高、檢測周期短及測量數據全面等優勢，被廣泛應用于零件制造產業，保障了汽車零件的生產質量與效率。在設備實際操作過程中，相關技術部門應在全面分析三坐標測量機工作原理、操作特點的基礎上，規范設備的使用流程，結合零件檢測的具體要求，制定科學的檢測方案，確保檢定編程的合理性與可操作性。在得出測量結果后，借助計算機系統對測量結果進行評估與優化，為汽車產業零件生產制造提供準確的檢定測量數據。