三坐标测量机的应用与功能拓展

  摘 要：从齿轮、钻模类、锥度类、箱体类、复杂检测项目和日常类等多款本厂产品的检测过程进行说明，对三坐标检测机的各项功能进行分析。三坐标测量机的应用弥补了检测方面的不足，提升了检测精度、减少了人力、节约了时间、提升了检验工作效率，从使用上体现了检测要求并达到了很好的性价比，从而产生了较高的经济效益。
   引言
   随着汽车工业的发展，业内竞争日趋激烈，变速箱生产企业要想在激烈的市场竞争中寻求 发展，就要有好的产品质量。不用三 坐标测量机检测时，许多工装、检具、箱体类等零件的测量大多采用手工画线检验、用零件验证，这样不仅不能准确反映零件的实际尺寸及位置关系，不 能使产品的质量得到确保，而且检验费时费力。在新品试制过程中，由于工装检具的不适用而返工回用，试制进度无法得到确保。当使用三坐标测量机时，不仅弥补了检测方面的不足，节约了时间而且也提升了检验效率。
1 三坐标测量机检测特殊尺寸
用三坐标测量机队出口齿轮 M11 的 3401439进行试制，由于该齿轮的24孔位置度要求特别，需不断优化检测程序。在出口齿轮 M11 试制过程中，3401439 要求以孔、键、齿为基准，评价 n197 mm 圆周上 n24 mm× n21 mm 布孔位置，但现有应用程序无法实现，热处理 变化无规律可循、热前加工余量不能很好掌握。通过 和海克斯康技术工程师交流、咨询，转化位置度要求， 拓展三坐标的编程功能，以孔定位、以键定位、以齿定位、编辑、优化程序，并要求热前、热 后逐件跟踪检测。目前已有完整实用的3401439 形位尺寸检测程序，检测时间从原来每件 2 h 缩短到每件 15 min，并提供了大量的数据。
2 利用工件做检验粗定位基准
M11、EEA、迪尔、纽荷兰、歌美飒、上柴新品的试制与批量供货，三坐标测量机都起着重要的作用。EEA 产品 3955152、4934529、4941352 齿轮槽的位置度，按图纸要求进行评价坐标机无法直接实现，从测量方面进行转化，利用槽内两点不同位置与基准的角度进行评价从而实现图纸要求，实现过程控制工艺要求。为了检验频次则利用3955152、3401439 工件本身作检验的粗定位基准，将待检验件与固定件相吻合，只要找正齿、键、外圆，坐标机会自动检测平面、内孔、齿、建坐标系，直到程序 结束。锥度类齿轮由于工件本身不能作定位基准，设计 3955153、3971520、4934543 三套工装，检验时将工装固定好，然后将工件装入工装，只要完成件
的手动检测后，以后只需装夹好，检测过程自动完成，这样大大缩短了检验时间。在工作中不断积累经验，根据检验结果发现问题，在迪尔产品加工过程中，磨工有一抛光工序，由于抛光机存在故障，该工序使磨工的锥度绝大多数变大，大 40′，一般大 ２′～3′左右，而该类产品公差为±2′[1]，这使大多数合格产品变为不合格。终改用旧的抛光工艺手工毡抛，迪尔产品的图纸加工要求。在迪尔、纽荷兰试制中内花键拉制 工序大、小径尺寸常规测量不能准确读数，尝试使用三坐标测量大、小径，根据图纸要求多次试验，在设计、编写出检测程序，该尺寸的检测要求。
3 三坐标测量机检测开发与应用
3.1发动机齿轮正时角度的检测
发动机齿轮正时角度的检测，手工划线不能读数，人为误差大；齿轮检测进行正时检测时，找正时间长且困难，无法实现对于倒角后的斜齿轮的检测。手工检测时人为误差大，其结果对于车间的调 车影响较大。通过手工检测，无法实现对图纸指定高度进行直接读数，需进行换算。利用三坐标测量机开发与应用了发动机齿轮正时角度自动检测，依据图纸要求开发计算机编程功能，结合测针结构，编写自动检测程序进行多次实践、验证。同时在评价栏内输入该齿轮正时的理论值及其公差带，便于判定。结合测针结构，编写自动检测程序，正时齿轮正时角度的 测量，测量精度。该检测方法检测时间短、效率高、结果准确、重复性好，正确及时指导公式。
3.2钻模的检测
钻模类工装以前只能通过工件进行验证，现在从加工过程工序控制、周期检定及不合格品返修，都进行检测控制，确认了工装合格生产。翻转钻 模体 T634-90Z.016 系废旧工装属装备部修旧利废，由于多处变形无可利用的检测基准，不能进行有效的检验，也不能确认下一步修理方案。经过多次探讨、反复思考，三坐标测量机确立以两孔连心线找正 坐标系，新坐标系的方向为两圆连线投影到参照坐标系的 XY 平面的方向，坐标原点 X、Y 值为个圆心，Z 值为参照坐标系的原点分量的虚拟坐标系。然后经过两次平移、一次旋转建立工件坐标系， 并进行多次检验。根据每次检验结果，为下一步的修
理方案提供可靠、科学的数据。锥度类检具在制造过程中，角度磨成后，在大小端尺寸时磨削量不易控制，存在角度、尺寸之间的换算，易造成一定的误差及机床加工误差，造成锥度不合格。利用坐标机的软件功能优势，进行开发应用指导生产，直接给出实际需要磨平面的磨量，工人可以根据提供的数据，不用再进行计算，可直接加工，大大缩短了生产制造周期，同时使成品合格率由原来的 10%提升到 80%。
3.4箱体类、复杂检测项目的检测
 箱体类零件、外协、外购件复杂检测项目的抽检和判定，自三坐标机投入使用以来，尤其是在牧野加工调试验收阶段，根据加工方法的不断调整，不断改变检测方法，圆满完成了机床的验收测试工作及日常加工的各类箱体的首检、抽检工作。
3.5 日常类的检测
在日常的检验工作中，工件定位、异形元素不能 直接测量。为了有效解决这些问题，动手设计、制作各类辅助工具，如夹板能提升大、小型工装的检测，大、小孔板满足各类异形件的任意装夹定位以实现多项目的检测需求，轴套等来满足各类轴、齿轮等的检测。通过自学不断优化开发应用程序，发挥坐标测量机的作用。
4 结语
目前，三坐标测量机担负各类箱体、特殊尺寸、复杂项目的检测、发动机齿轮正时角度的检测、出口产品过程控制、成品抽检、各类锥度零件、锥度检具、工装检具等制造时的跟踪检测及周期检定等任务。 作为检测仪器，从使用角度上看，达到好的性能价格比，并产生较高的经济效益，将科技转化为生产力。这就要求在以后的工 作中，利用曲线曲面软件包对无法用标准的几何元素描述的自由曲线曲面进行扫描。

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