浅谈三坐标测量机在汽车覆盖件模具行业中的作用及正确使用

吴维

摘  要：三坐标测量是一种具有高精度、高效率的测量设备，在模具行业中应用广泛。本文阐述了三坐标测量机的结构组成及测量原理，对三坐标测量机在汽车覆盖件模具行业中的应用进行了初步介绍，同时指出了三坐标测量机在测量过程中正确使用应该注意的几点事项。

关键词：三坐标测量机;测量原理;作用

前言

汽车覆盖件模具是汽车加工生产过程中保证其精度和质量的关键设备，这种模具的结构复杂，具有多变的曲折型面，而且具有大质量，大体积，同时各模具之间具有复杂的协调关系，要求具备高精度。因此，相应的测量技术在汽车覆盖件模具的加工生产过程中是必不可少的。三坐标测量机是一种具有多种功能的高效测量装置，这种测量机综合了电子、计算机、光栅等各方面的先进技术于一体，从而能够实现各种测量过程的自动化及数据处理。现在，三坐标测量机已经成为了汽车覆盖件模具生产中的必须的测量装备。

1.三坐标测量机的结构组成、分类及测量原理

1.1 三坐标测量机的结构组成及分类

三坐标测量机一般分为主机、电气系统、测头三大部分。三坐标测量机的主机部分包括了测量机的框架结构、标尺系统、导轨、驱动装置、平衡部分及转台与相关附件，是整个机器的主要组成部分。三坐标测量机具有三个测量方向，通常这三个测量方向相互垂直，测量机的测头可以在三个测量方向上感应瞄准信号及微小位移，从而实现在三个测量方向上的瞄准和测微，测头是三坐标测量机实现测量功能的关键部位。三坐标测量机的电气系统包括测量机的电气控制系统、计算机硬件部分、测量机相关软件以及打印与绘图装置。

根据三坐标测量机结构形式的不同，一般可将三坐标测量机分为桥式、龙门式、悬臂式三种。根据驱动方式的不同可分为手动和自动。而根据测量机与被测样品的接触与否来分类，可将其测量系统分为接触式与非接触式，详细见图1-1。

图1-1 三坐标测量分类

1.2三坐标测量机的测量原理

三坐标测量机是以坐标测量原理为基础的，三坐标测量机的基本原理是将被测物体放入测量机的测量空间，选取具有较好精度的位置，测量被测物体的各测点的坐标位置，利用计算机将测量所得的各测点的坐标数据与各点的理论坐标进行自动比对及处理，进一步建立测量参考坐标系，在此参考坐标系下再对各测点进行精确测量，得出各点的空间坐标值，利用计算机将这些点的坐标数值进行拟合处理，形成测量元素，再经过数学计算求出被测物体的形状、位置公差及其他数据。

不同的三坐标测量机测量原理因结构不同会略有差别，如硬式三坐标测量机采用点位探测，通过探针直接接触被测元件，逐点测量，如图1-2。而非接触式三坐标测量机可采用激光三角法，利用光学原理采集位置数据。

图1-2 点位探测原理

2.三坐标测量机在汽车覆盖件模具行业中的作用

三坐标测量机作为一个精密的数控检测设备，相对于普通的数控机床，高精度是其突出特点，其主要功能是能精确测量相应产品的外形尺寸及形位公差。在汽车覆盖件模具制造过程中，三坐标测量机的应用主要体现在以下两个方面。

2.1对模具加工精度的过程控制，能够为其提供质量保证。根据汽车覆盖件模具的工作动作特性，相互位置精度对于汽车覆盖件模具生产是最为关键的。

2.2三坐标测量机实现了对冲压件的测量，进而得到模具整改数据。与传统的手工检具测量相比，三坐标测量机测量冲压件不仅大大提高了工作效率，而且得到的测量结果也具有更高的准确性，为模具整改提供有力的数据支持。

3.三坐标测量机的正确使用

为了尽可能延长三坐标测量机的使用寿命，保证它的测量精度，在三坐标测量机的使用过程中应注意以下几点：

3.1为了预留足够的吊装空间，在工件吊装前，工作人员要注意提前将三坐标测量机的探针退回到坐标原点。

3.2工件吊装过程中必须避免与三坐标测量机碰撞，保持平稳，防止损坏机器的相关构件。

3.3保证三坐标测量机的等温要求，正确安装测量零件。

3.4利用三坐标测量机测量前，根据图纸要求建立正确的坐标系，这是保证数据准确性的必要条件。

3.5适当增加拐点以避免探针与工件在程序运行时发生干涉，影响测量。

3.6为了避免工作台长时间处于承载状态，测量结束后应及时将工作元件吊离工作台，尤其是一些较重的大型模具、检具。

正确使用三坐标测量机，使其处于良好的工作状态，保证测量的精确性，在其使用过程中还应定时维修，以保证测量机正常工作。

4.结束语

在汽车覆盖件模具行业中，三坐标测量机的精度好，可靠性高的特点为模具的开发加工提供了强大的测量技术支持。现在，随着科技发展，高速扫描测头及其他先进技术设备的的应用和推广更大的扩展了三坐标测量机的应用领域，三坐标测量机的正确使用可以保证产品加工的精度及质量，极大的促进了模具制造业的发展及技术进步，三坐标测量机的应用前景及应用领域都非常广阔。

参考文献：

[1]张国雄等.三坐标测量机.天津大学出版社，1999，8.

[2]王植槐.汽车制造检测技术.北京理工大学出版社，2000，401.

[3]叶宗茂.浅谈三坐标测量机在汽车机加件检测中的应用实践.青岛前哨朗普测量技术有限公司2003年度坐标测量机应用技术论文集，2003，108.