三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用與功能拓展

程雅南

（中國(guó)重汽集團(tuán)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(jìng)爭(zhēng)日趨激烈，變速箱生產(chǎn)企業(yè)要想在激烈的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中尋求發(fā)展，就必須要有過(guò)硬的產(chǎn)品質(zhì)量作保證。不用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)時(shí)，許多工裝、檢具、箱體類等零件的測(cè)量大多采用手工畫線檢驗(yàn)、用零件驗(yàn)證，這樣不僅不能準(zhǔn)確反映零件的實(shí)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(yàn)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在新品試制過(guò)程中，由于工裝檢具的不適用而返工回用，試制進(jìn)度無(wú)法得到保證。當(dāng)使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)時(shí)，不僅彌補(bǔ)了檢測(cè)方面的不足，節(jié)約了時(shí)間而且也提高了檢驗(yàn)效率。

1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)特殊尺寸

用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)隊(duì)出口齒輪M11的3401439進(jìn)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(cè)程序。

在出口齒輪M11試制過(guò)程中，3401439要求以孔、鍵、齒為基準(zhǔn)，評(píng)價(jià)Ф197 mm圓周上24 mm×Ф21 mm布孔位置，但現(xiàn)有應(yīng)用程序無(wú)法實(shí)現(xiàn)，熱處理變化無(wú)規(guī)律可循、熱前加工余量不能很好掌握。通過(guò)和?？怂箍导夹g(shù)工程師交流、咨詢，轉(zhuǎn)化位置度要求，拓展三坐標(biāo)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(cè)滿足要求，并要求熱前、熱后逐件跟蹤檢測(cè)。目前已擁有非常成熟完整實(shí)用的3401439形位尺寸檢測(cè)程序，檢測(cè)時(shí)間從原來(lái)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(yàn)粗定位基準(zhǔn)

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(biāo)測(cè)量機(jī)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(jìn)行評(píng)價(jià)坐標(biāo)機(jī)無(wú)法直接實(shí)現(xiàn)，從測(cè)量方面進(jìn)行轉(zhuǎn)化，利用槽內(nèi)兩點(diǎn)不同位置與基準(zhǔn)的角度進(jìn)行評(píng)價(jià)從而滿足圖紙要求，實(shí)現(xiàn)過(guò)程控制滿足工藝要求。為了盡量滿足檢驗(yàn)頻次則利用3955152、3401439工件本身作檢驗(yàn)的粗定位基準(zhǔn)，將待檢驗(yàn)件與固定件相吻合，只要找正齒、鍵、外圓，坐標(biāo)機(jī)會(huì)自動(dòng)檢測(cè)平面、內(nèi)孔、齒、建坐標(biāo)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(zhǔn)，設(shè)計(jì)3955153、3971520、4934543三套工裝，檢驗(yàn)時(shí)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(dòng)檢測(cè)后，以后只需裝夾好，檢測(cè)過(guò)程即可全部自動(dòng)完成，這樣大大縮短了檢驗(yàn)時(shí)間。

在工作中不斷積累經(jīng)驗(yàn)，根據(jù)檢驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，在迪爾產(chǎn)品加工過(guò)程中，磨工有一拋光工序，由于拋光機(jī)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(cè)量不能準(zhǔn)確讀數(shù)，嘗試使用三坐標(biāo)測(cè)量大、小徑，根據(jù)圖紙要求多次試驗(yàn)，最終設(shè)計(jì)、編寫出檢測(cè)程序，滿足該尺寸的檢測(cè)要求。

3 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用

3.1 發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪正時(shí)角度的檢測(cè)

發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪正時(shí)角度的檢測(cè)，手工劃線不能讀數(shù)，人為誤差大；齒輪檢測(cè)中心進(jìn)行正時(shí)檢測(cè)時(shí)，找正時(shí)間長(zhǎng)且困難，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)于倒角后的斜齒輪的檢測(cè)。手工檢測(cè)時(shí)人為誤差大，其結(jié)果對(duì)于車間的調(diào)車影響較大。通過(guò)手工檢測(cè)，無(wú)法實(shí)現(xiàn)對(duì)圖紙指定高度進(jìn)行直接讀數(shù)，需進(jìn)行換算。利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用了發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪正時(shí)角度自動(dòng)檢測(cè)，依據(jù)圖紙要求開(kāi)發(fā)計(jì)算機(jī)編程功能，結(jié)合測(cè)針結(jié)構(gòu)，編寫自動(dòng)檢測(cè)程序進(jìn)行多次實(shí)踐、驗(yàn)證。同時(shí)在評(píng)價(jià)欄內(nèi)輸入該齒輪正時(shí)的理論值及其公差帶，便于判定。結(jié)合測(cè)針結(jié)構(gòu)，編寫自動(dòng)檢測(cè)程序，正時(shí)齒輪正時(shí)角度的精確測(cè)量，滿足測(cè)量精度。該檢測(cè)方法檢測(cè)時(shí)間短、效率高、結(jié)果準(zhǔn)確、重復(fù)性好，正確及時(shí)指導(dǎo)公式。

3.2 鉆模類的檢測(cè)

鉆模類工裝以前只能通過(guò)工件進(jìn)行驗(yàn)證，現(xiàn)在從加工過(guò)程工序控制、周期檢定及不合格品返修，全部進(jìn)行檢測(cè)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(wú)可利用的檢測(cè)基準(zhǔn)，不能進(jìn)行有效的檢驗(yàn)，也不能確定下一步修理方案。經(jīng)過(guò)多次探討、反復(fù)思考，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)確立以兩孔連心線找正坐標(biāo)系，新坐標(biāo)系的方向?yàn)閮蓤A連線投影到參照坐標(biāo)系的XY平面的方向，坐標(biāo)原點(diǎn)X、Y值為第一個(gè)圓心，Z值為參照坐標(biāo)系的原點(diǎn)分量的虛擬坐標(biāo)系。然后經(jīng)過(guò)兩次平移、一次旋轉(zhuǎn)最終建立工件坐標(biāo)系，并進(jìn)行多次檢驗(yàn)。根據(jù)每次檢驗(yàn)結(jié)果，為下一步的修理方案提供可靠、科學(xué)的數(shù)據(jù)。

3.3 錐度類的檢測(cè)

錐度類檢具在制造過(guò)程中，角度磨成后，在保證大小端尺寸時(shí)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(jī)床加工誤差，造成錐度不合格。利用坐標(biāo)機(jī)的軟件功能優(yōu)勢(shì)，進(jìn)行開(kāi)發(fā)應(yīng)用指導(dǎo)生產(chǎn)，直接給出實(shí)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(jìn)行計(jì)算，可直接加工，大大縮短了生產(chǎn)制造周期，同時(shí)使成品合格率由原來(lái)的10%提高到80%，保證入庫(kù)時(shí)100%合格[2]。

3.4 箱體類、復(fù)雜檢測(cè)項(xiàng)目的檢測(cè)

箱體類零件、外協(xié)、外購(gòu)件復(fù)雜檢測(cè)項(xiàng)目的抽檢和判定，自三坐標(biāo)機(jī)投入使用以來(lái)，尤其是在牧野加工中心調(diào)試驗(yàn)收階段，根據(jù)加工方法的不斷調(diào)整，不斷改變檢測(cè)方法，圓滿完成了機(jī)床的驗(yàn)收測(cè)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(cè)

在日常的檢驗(yàn)工作中，工件定位、異形元素不能直接測(cè)量。為了有效解決這些問(wèn)題，動(dòng)手設(shè)計(jì)、制作各類輔助工具，如夾板能滿足大、小型工裝的檢測(cè)，大、小孔板滿足各類異形件的任意裝夾定位以實(shí)現(xiàn)多項(xiàng)目的檢測(cè)需求，軸套等來(lái)滿足各類軸、齒輪等的檢測(cè)。通過(guò)自學(xué)不斷優(yōu)化開(kāi)發(fā)應(yīng)用程序，最大限度地發(fā)揮坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的作用。

4 結(jié)語(yǔ)

目前，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)擔(dān)負(fù)各類箱體、特殊尺寸、復(fù)雜項(xiàng)目的檢測(cè)、發(fā)動(dòng)機(jī)齒輪正時(shí)角度的檢測(cè)、出口產(chǎn)品過(guò)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(shí)的跟蹤檢測(cè)及周期檢定等任務(wù)。作為檢測(cè)儀器，從使用角度上看，它必須滿足檢測(cè)要求，達(dá)到最佳的性能價(jià)格比，并產(chǎn)生較高的經(jīng)濟(jì)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(cè)要求不斷延伸，利用曲線曲面軟件包對(duì)無(wú)法用標(biāo)準(zhǔn)的幾何元素描述的自由曲線曲面進(jìn)行掃描，利用統(tǒng)計(jì)軟件包獲得統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)同時(shí)提供置信度水平直方圖、手工外廓線和統(tǒng)計(jì)圖。