三坐标测量技术在产品精度检测中的应用与优势

三坐标测量技术在产品精度检测中的应用与优势

王多芳

安徽江淮汽车集团股份有限公司轻型商用车制造公司

安徽省合肥市230000

摘要：随着时代的发展，工业生产对测量工作的要求越来越高，因此必须提高当前测量工作的质量和效率，而三坐标测量机的使用可以很好地解决这一问题。为了保证测量的正常开展和质量，很多测量人员在工作中都会用到CMM。这种机器之所以如此受测量人员的欢迎，是因为它的测量结果的准确性可以得到保证。所以合理使用就显得尤为重要。该机得到的测量值最接近真实值，在工作中具有重要意义。

关键词：三坐标测量机；产品质量检测；高精度；

三坐标测量机这个新型精密测量仪器开始在产品质量检测中得到广泛应用。在实际测量中，通过计算机的辅助和加强相关专业人员的技术水平，保证了三坐标测量机能更好地进行运转，并提升了工作效率，从而满足人类社会发展的需要。在产品质量检测中，三坐标测量机的应用是一种趋势。作为先进的测量工具，其精度能适应多种产品的变化，而且能精确到微小尺寸，这正是其独特之处。在市场竞争下，产品质量的好坏尤为重要，是企业能力的一种展现。

一、三坐标测量机基本工作原理

三坐标测量机的种类有很多，大部分测量人员在工作中都会使用固定桥式三坐标测量机，这种机器的精准度很高，可以将误差范围控制在±2μm以内。将需要测量的产品放入到它的测量空间中，机器就可以得出产品三个坐标位置，利用计算机处理三个坐标位置，就可以拟合成测量元素，例如某些3D图形，使用软件根据预先设置的标准通过计算就可以得出具体的形状和位置以及行为公差，在实际的工作当中这种方法已经逐渐替代了传统的人工测量。传统人工测量无非是采用量规、心轴、验棒和复杂的组合验具来进行测量变速箱及后桥壳体的孔轴及其相互位置的精度。这些测量方法存在着很多问题，那就是劳动强度大，效率低，精度上也不易保证。所以整机质量就不能得到很好的控制。

二、三坐标测量机的工艺特点

1.手工与自动测量结合。在三坐标测量机的使用中，不仅仅是自动操作，还结合了手工测量的方式。因为手工测量比较简单，所以在实践中发现如果将二者进行前后融合的话，会产生更好的效果。在自动测量前，先根据手工测量的情况，通过自身的经验与实际情况进行简单的分析，有一个大致的目标。然后确定出三坐标设备的测量方法与路径，同时记录好数据和操作过程。最后通过计算机系统信息程序，控制好测量的力度与方位，掌握好速度，使装夹一步到位，减少了调整角度等的时间与次数，更保证了大批量测量的精度。

2.测量方法的规范性操作。在应用与实践中，使测量方法越来越规范。根据产品实际情况，正确配置与使用探头，对测量后得出的几何元素进行分析与计算。不同于传统测量的过程，对产品的加工工艺要求不高，使检测规划更方便，提升了工作的效率。

3.产品的夹装与测量要求。在实际测量过程中，首先要计算出产品的几何元素，得出一系列的检测点位数据。在三坐标测量机中找到其中的关联，建立出一个合理的检测距离，保证能将产品一次装夹到位。只要产品夹装时与测量设备的角度或距离，保持在规定范围内即可，能避免多次调整位置，节约了整体时间，以完成更多的任务。

4.测量结果的换算特点。在早期的时候，三坐标测量机在数字计算方面是过于简单的，所以影响了检测结果。在实践中总结出，在产品曲面不规则的情况下，检测结果特别不准。因为探头检测出来的几何元素都是不规则的，所以需要对其原始数据进行专门的处理与换算，从而保证获得精确的结果。

三、三坐标测量机在产品质量检测中的应用

1.检测检具的准备工作。在利用三坐标测量机对产品质量进行检测之前，应当对检测过程中所有用到的专用检具进行检测。在检测之前首先要制定一个检测计划，即规定每隔一段时间要对所有的检具进行检测，并且严格执行规定的计划。如果检验计划与实际生产发生时间方面的冲突，则需要根据实际的生产情况灵活调整检验计划。必须以产品的生产为检验工作的前提，不能够影响工作的正常进度，当检具需要检测时，三坐标实验室通知检具管理人员将检具送检的期限以及预计检定完成时间，生产车间也要根据三坐标检定计划提前做好准备，保证检具检定期间产品的供应。

2.检具检定编程方法。使用检具时一般都需要建立一个体系，一般都会采用基准孔，基准球或者基准块进行建系，但是由于检具的精准度非常高，如果采用迭代法进行建系，所构建的平面与实际平面之间将会出现一些误差，为了防止误差出现，可以先将三个圆形基准孔的数据测量出来，将三个基准孔的中心作为基准元素，可以利用三点，两线，一面的方式为检具构建基础坐标体系，之后再与数模进行拟合，这样做的优势在于可以将误差降到最小，如果还能发现误差的存在，不是因为操作环节出现问题，而是因为测量机器本身也带有一定的误差，从而影响了基准孔与数模的准确度。所以可以使用相关的软件找出初始坐标值并进行比对，更改其中存在误差的坐标值，之后重新建系。

3.检具检定优化结果。优化后的程序提高了检具检测的精度，在使用三坐标测量机检测检具时，只有检测报告中检具与数模完全相符的情况下，相关负责人才允许在检具上贴上合格的标签，标签当中主要记录了检具的具体名称以及使用周期和测量项目名称，如果利用三坐标测量机对检具进行检验时发现检具不合格，则相关的负责人需要找到产品质量工程师对检具进行修复。如果没有资格制造检具或者没有维修检具的资质，则需要委托其他单位来完成对检具的制造维修，在加工完成后，检具修复厂家需在检具送回前提交对该检具的自检报告或者第三方检测报告以备验收，判断合格后方可送回，随后进行复检并粘贴合格标签，检具修复工作完成。

四、三坐标测量机发展趋势

1.提升测量机测量精度。首先，应当将机器标尺的精准度提升，由于受到半导体激光器发展的影响，激光干涉标尺在工作中被广泛的应用，而在三坐标测量机中这种标尺的应用更加具有自身特点，在实际应用过程中可避免激光所产生热量对测量机精度造成影响。另外，在实际应用及测量中应当对折射率补偿加强注意，最理想光传播是使光由真空中穿过，然而目前这一方面研究仍比较缺乏，其原因主要就是在密闭光路内移动，其光路内部虽然为真空，然而外部为大气，在外部大气压力有变化出现情况下，会导致滑座有变形情况产生，因而会导致测量中产生误差。在提升测量机测量精度方面，还可从结构作为入手点，由测量机测头、主机及分度台与附件精度作为入手点。

2.完善三坐标测量机技术。对于三坐标测量机技术而言，其主要就是探测技术，而探测技术主要就是主要探头可探及，三坐标测量机便能够测试到，在实际测量过程中探测速度对测量机测量效率会产生直接影响，使三坐标测量机技术得以较好完善，也应当对各种附件进行发展。在三坐标测量机技术发展过程中，其中最为重要的就是非接触探头的使用，这种探头的使用可以做到高速探测，机器可以通过内部的摄像头形成一种等高线，而这条等高线就可以为测量结果的准确性提供保障。在对某些柔软，划伤，易变性的产品进行测量时，可以使用非接触测头，这种探头可以在产品表面形成较小的光斑，如果产品中某个部位不容易伸入测量，则这种方法可以实行较好的测量，其测量结果非常重要。

总之，科技在发展，三坐标测量机的应用也越来越广泛，加上计算机的辅助，保证了产品质量检测的精密性。了解到三坐标测量机的特点与原理，提升了工作人员的技术水平，加上与制作系统的紧密结合，使其发挥出了最大的功效。节约了测量的时间，保证了生产效率，满足了高精度的需求，跟上了经济发展潮流。

参考文献：

［1］张萍.三坐标测量机在产品质量检测中的应用.2018.

［2］方浩宇.三坐标测量仪在零件检测中的应用研究.2021.