三坐标测量技术在现代机械制造工业的应用

三坐标测量技术在现代机械制造工业的应用

陈炳根

扬州市机关服务中心

   摘 要：由于国民经济的迅速发展，我国的机器设备和制造业逐步扩展了其在工业领域的使用。要满足人民生活水平的提高，必须重视提高机器的品质和技术的水平。将三轴测量技术用于机械部件的测试，能显著提高测试精度。本文首先简要地阐述了三轴测定器在机床部件的测试中的应用，并就其在机械部件的测试中的应用进行了简要的论述，以期能为今后更好地利用三轴测试技术进行机械部件的测试工作奠定基础。

        关键词：三坐标测量仪；机械零件；检测；应用

前言

   三轴测量机是一种新的空间几何测量技术，它是将数字化技术与工业测量结合起来的一种新型的技术。三轴测量机在工业上的运用，不仅能改进传统手工难以完成的测控工作，而且能显著地提高测控准确率。三轴测量机是一种新型的精密仪器，它可以精确地测量出工件的尺寸，也可以对大量的工件进行反复的检查。

1.三坐标测量仪在机械零件检测中的应用特点
       三坐标测试仪的实质是一种高精度的测量仪，它以 X/Y/Z轴为基本参考系统，所以它的三条不同的运动轨道，即沿一条不同的轴线移动[2]。三坐标测量仪器不但包括三个主轴的主要机构构成，而且还包括电子控制硬件设备、测头设备和数据处理软件。三轴测量仪器是指精密的机器零件，利用电脑进行三坐标测量。三轴测量机在工况下的工作状况比较复杂，应该在实际的测试和检查中，将被测对象的规格设定在特定的测量区域内，同时要充分地综合目标的测量，从而精确地计算出尺寸数据值和定位容限数据值。

2.三坐标测量仪在机械零件检测中的具体应用
2.1 注重三坐标测量仪的选择
      在进行机器部件检验时，首先要注意三轴测量仪器的选用，以保证所选用的仪器的规格是正确的。通常，三轴测量仪的测距应在650mmX650mmx160mm的范围内，并对测试仪的精确度进行适当地调整，保证测出的偏差小于0.0005毫米，从而提高机器设备的工作精度[3]。在对有关的机器部件进行检验的过程中，必须保证其标准化和合理性，在对有关的测试资料进行计算时，必须保证 CAD等计算机软件的正确应用，对其进行精确的分析，并且所提供的资料必须符合规定。在此工艺中，要求进行机器部件的装配图纸的制作，必须以三轴测量仪器的具体检查项目为基础。值得注意的是，在进行机械部件检验的时候，不仅要全面地分析被检验的各种要素，还要根据特定的操作规程，进行合理的调试，确保机器部件的检验工作能够圆满地进行。

2.2 注重测量过程的管理
        在使用高级三轴测量机时，必须严格遵循特定的作业次序，保证各项作业均能在实际工作中得到准确地实施，并配合作业。首先，应该制定一份崭新的机器部件检验工作文档，做好充分的测试工作。其次，需要适当地调节和控制光线，这是由于三轴测试机中的高分辨率摄像机，在测试过程中需要更多的照明。在制作了一个新的文档以后，应该根据实际的探测状况来适当地设定拍摄的影像，并要对光源进行严格地调节，并且要根据各个机器部件的探测部位来调节光源。利用三轴测量机进行准确地测试和准确地加工，并对其进行准确地识别。通常来说，在对工件进行外形尺寸的测量时，应该精确地控制其表面的亮度，以保证其外缘的光线足够明亮，从而保证测试的精度。

2.3 注重科学合理检测方案的制定
        若使用三轴测量仪器对已加工过的有关部件进行检验，则应先将其表面的所有毛边清除，然后将其置于三轴测量仪器的工作台上。然后，在决定部件的位置和安装方法时，要根据被测试的机器部件的特殊工艺条件来决定。然后进行相应的软件的调整和正确的选型，然后对所选的测针进行科学地检查，保证测试的正确性。在以上工作结束后，与待测的机器部件也要建立对应的坐标系统。然后，采用手工测试的方式来进行受检的机械部件的容限，这个过程应该与设计图上的有关特点相联系。同时，也应该决定探测通道。人工测定时，通过软件实现了自动地同步，然后将检测到的数据进行存储。利用该方法可以实现对相同批次工件的自动检验。在完成测试并获得对应的测试数据后，还要对测试结果进行评估，从而实现对机器部件的测试。然后根据需要的数据，对报表上的数据进行相应的修改，直到测试报告被打印出来，才能进行产品的检查。

2.4 注重坐标系的有效构建
        在安装机器部件时，可以根据具体的设计图，将机器部件精确地摆放在三轴测量机上。此外，还要根据设计图上的要求，选择合适的直径和探测器，在选定之后，不要忽视探测器的检查。根据这些步骤，建立一个新的坐标系统，首先是一个机械部件的圆筒末端至少有四个圆心，以此为基准，可以根据这个圆心的正负角来决定 Z轴线。接着，在选定合适的圆圈的时候，应该先从属性表中选出一个，接着在点选键上选一个X正，然后在X轴上做一个标记，接着在 Y轴周围选一个 Z，然后按一下转动键就可以了，这个过程就是建立一个坐标系统。例如，由思瑞计量科技公司研制的600mmx800mmx600mm、承重300 kg的全自动三坐标测量机为实例，它可以根据盒形件图纸来选择2.5 mm的测头，并根据圆筒的尺寸和垂直的法线方向来确定 Z轴线，然后选取6毫米的圆，以X轴、 Y轴线为基准，最后建立一个整体的坐标系。

2.5 注重零件手动测量的应用
        首先，应该对机器部件的竖直性进行测试，在此阶段，应该先将结构方法运用到正确的曲面，并在机器部件的基础上，确定一条直线，对两条线的竖直性进行评估。对于这两条线，我们需要精确地界定出相应的参考点，并将其作为探测参考线。利用检测参考线对由平面中线构成的直线进行有效地评估，从而得到相应的测量值。其次，还要检查机械部件的同轴程度，这在机械部件的检查中很普遍，但用常规的方法进行监控，不仅需要大量的时间和精力，而且重复率也很低，所以使用三坐标测量仪器来进行监控，不仅可以提高测量的速度，而且还可以提高测量的准确度。首先要注意被测要素和参考要素的选取，其次要对多个剖面圆进行测量，再根据剖面圆的中心构造三维线，并将其视为共同的轴。由于各圆周的直径通常存在较大差别，因此，在测量时，应选取参考与测量的参考圆筒进行相应地同轴性，并选取最大的一个作为构件的同轴性。由于该共同轴与仿真主轴有着很大的相似之处，因此本文提出的计算方法更贴近于机械部件的实际组装。它的测量过程可以概括为测量基准和轴线，有效收集被测单元的资料，基准轴与被测单元的同轴程度。人工测试结束后，根据以上的测试步骤和测试流程，对同一批试样的垂直和同轴进行分批地测试，提高了测试精度，提高了测试的整体效果。

结语
        三坐标能很好地适应现代工业发展对机器部件的高质量监控需求。三坐标测量仪在检测过程中应该注意选择合适的仪器，管控好测量过程，制定科学合理的检测方案，建立有效的坐标系。手工测量的使用，每个检测过程都要进行严格的检查，提高各个检测过程的科学性，同时还需要不断的完善三坐标测量仪的技术，以便提高检测的精度，保证检测的质量。

参考文献：
        [1]杨胜华.三坐标测量机测量误差分析及补偿方法探究[J].仪器仪表标准化与计量,2021(05):38-39+45.
        [2]张文强,许立磊.用于三坐标测量机的低成本转角误差测量方法[J].机床与液压,2021,49(19):58-62.
        [3]周军珲.基于产品几何技术规范的三坐标测量机测量结果不确定度的评定[J].工业计量,2021,31(S1):82-83.