三坐標測量方法的研究

劉釗

哈爾濱東安汽車發(fā)動機制造有限公司 黑龍江哈爾濱 150060

三坐標測量機測量階段，可借助測頭的作用測量，通過三坐標各軸導軌實行空間方向移動，并將測量的偏差控制在正常范圍內(nèi)。對于幾何元素的測量來講，需結(jié)合坐標值測量。此外，可通過更改測量方法來提高螺紋、齒輪、凸輪軸等測量結(jié)果的準確度。

1 三坐標測量機的構成及坐標系情況的分析

坐標測量機主要由主機、控制系統(tǒng)、測頭系統(tǒng)、計算機測量軟件系統(tǒng)構成。前者具有基礎功能，可結(jié)合操作、程序命令，對零件定位、采集坐標點數(shù)據(jù)信息；控制系統(tǒng)可發(fā)揮控制、驅(qū)動、測量三軸速度、加速等效果；測頭測座系統(tǒng)，能實行三坐標測量工作狀態(tài)監(jiān)測、速度和測頭監(jiān)測等；計算機測量軟件系統(tǒng)，能夠達到信息交流的目的。

三坐標測量機坐標系主要包括：原始坐標系、機器坐標系、零件坐標系幾種。其中，原始坐標系在控制系統(tǒng)為開合狀態(tài)時，光柵技術就開始了運轉(zhuǎn)，然而受到三坐標測量機系統(tǒng)誤差補償因素、無同步激活因素影響，不能充分發(fā)揮這一坐標系的最大作用[1]。機器坐標系在測量機運行期間，執(zhí)行返回操作后，測量機能夠合理運用三軸光柵的作用重新計數(shù)。程序補償功能被激活后，三坐標測量機可正常工作。零件坐標系運轉(zhuǎn)時，通過零件基準構建坐標系，對零件位置實行測定處理。這一坐標系的檢測信息數(shù)據(jù)精確，能夠?qū)Ρ容^特殊的數(shù)據(jù)實行測量。因為零件坐標系應用比較靈敏、簡便，故此可為工作人員的工作提供便捷，工作人員多將零件坐標系作為測量的輔助工具。

2 三坐標測量方法應用情況的研究

三坐標測量機發(fā)展的過程中，超精細加工方法可確保測量結(jié)果的精準性，所以測量的偏差多＜公差1/10左右。在坐標測量機運用期間，可改善機械的結(jié)構，使輕型、熱變形的應用效率提高[2]。有效運用三坐標測量機處理，對于提高控制系統(tǒng)性能來講非常有利。經(jīng)測量機高速度運動，可確保運動穩(wěn)定、定位準確，同時不易于發(fā)生震蕩現(xiàn)象。此外，還應及時采集動態(tài)數(shù)據(jù)信息，對速度進行測量，從而避免降低測量機發(fā)展中的動態(tài)偏差狀況，發(fā)揮出三坐標測量機的最大作用。

2.1 坐標系轉(zhuǎn)變方法的應用情況

實行檢測期間，應結(jié)合工件坐標系情況進行檢測，但是這項工作實施起來有較大的挑戰(zhàn)性。趨于這種條件下，就應進行坐標系轉(zhuǎn)換，從而保證零件測量操作的簡便。測量工作中常采用平移式坐標系、旋轉(zhuǎn)性坐標系，測量過程如果發(fā)生斜孔測量的現(xiàn)象，斜孔、坐標軸為夾角狀態(tài)，這時可利用坐標系——旋轉(zhuǎn)的方式轉(zhuǎn)換。坐標旋轉(zhuǎn)后，容易發(fā)生同向性問題，坐標軸旋轉(zhuǎn)后測量數(shù)據(jù)，能對原坐標系數(shù)據(jù)予以分析和研究，所以能夠提高測量結(jié)果的可信度。

2.2 構造被測要素方法的應用情況

產(chǎn)品加工階段的主要工作：工序檢測、尺寸檢測，待通過檢測后方可送檢。檢測時，容易被產(chǎn)品結(jié)構因素影響，無法直接實行檢驗，要求工作人員合理運用被測要素方法，并實行被測要素延伸、轉(zhuǎn)換。對產(chǎn)品為幾何圖形檢測時，建議通過墊塊方式測量被測尺寸。檢測后，將延伸數(shù)據(jù)排除，即可獲得最后的檢測數(shù)據(jù)信息。需要注意的是，檢測產(chǎn)品性狀并不能確定，所以產(chǎn)品尺寸測量有一定的挑戰(zhàn)，必要時可借助三坐標測量機檢測，及時獲得精準度較高的信息數(shù)據(jù)。

2.3 轉(zhuǎn)換測量基準方法的應用情況

對于結(jié)構復雜的產(chǎn)品進行測量時，對于精確的讀數(shù)有較高的要求，故此應轉(zhuǎn)變以往的工作方式，通過轉(zhuǎn)換基準方法檢測，即為對被測要素、中間基準實行計算，旨在明確換算被測要素、實際基準的關系。工件反面固定在加工正面，易于發(fā)生工藝基準、被測要素間不同面問題，所以殼體性狀加工時，建議以兩面孔定位后，再實行正面加工作業(yè)。在殼體進行檢測時，需要確定基準孔轉(zhuǎn)換情況、角度定向性問題，測量殼體經(jīng)殼體瞳孔確定角度、轉(zhuǎn)換基準，旨在確定殼體瞳孔坐標值。

2.4 三坐標測量方法應用于汽車領域中的情況

汽車制作時，發(fā)動機生產(chǎn)時需采集汽車尺寸方面的信息，如：導向裝置、圓度、拱度、平行度等尺寸信息。然后，合理運用三坐標測量設備檢測相關數(shù)據(jù)信息，將偏差控制在最小的范圍[3]。汽車發(fā)動機的建造，通過三坐標測量機測量，有助于確保零部件尺寸測量的準確。

2.5 三坐標測量方法應用于航天領域中的情況

航空發(fā)動機操作階段，應深入研發(fā)關鍵零件位置，在生產(chǎn)制造業(yè)發(fā)展期間，提高質(zhì)量非常必要。所以，航空企業(yè)檢測零部件時，需確保檢測方法的適宜性，選擇適合的檢測方法，以此在第一時間獲得精準的測量數(shù)據(jù)信息，促進航天事業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。航空領域發(fā)展時，發(fā)動機中絕大多數(shù)零部件均為幾何形狀，這對于直接測量數(shù)據(jù)有較大的挑戰(zhàn)性，而有效運用三坐標測量機檢測，能保障航天零部件測量結(jié)果的準確度。

3 結(jié)語

坐標測量為常用的計量方法，在運用坐標測量機測量時，需要重視測量機的精確問題、系統(tǒng)軟件是否科學問題，以便充分發(fā)揮出三坐標測量機的最大作用，然后結(jié)合具體情況，做好三坐標測量機檢測位置、檢測數(shù)量的確定工作，并明確測頭零件相關情況，進而合理設置工作的速度及方向。