三坐标测量机的应用与功能拓展

程雅南

（中国重汽集团大同齿轮有限公司质量部， 山西 大同 037001）

引言

随着汽车工业的快速发展，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，就必须要有过硬的产品质量作保证。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保证，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，试制进度无法得到保证。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高了检验效率。

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孔位置度要求特殊，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Ф197 mm圆周上24 mm×Ф21 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，使检测满足要求，并要求热前、热后逐件跟踪检测。目前已拥有非常成熟完整实用的3401439形位尺寸检测程序，检测时间从原来每件2h缩短到每件15min，并提供了大量的精确数据。

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不可代替的作用。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满足图纸要求，实现过程控制满足工艺要求。为了尽量满足检验频次则利用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，只要完成第一件的手动检测后，以后只需装夹好，检测过程即可全部自动完成，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，最大大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。最终改用旧的抛光工艺手工毡抛，满足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，最终设计、编写出检测程序，满足该尺寸的检测要求。

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；齿轮检测中心进行正时检测时，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精确测量，满足测量精度。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 钻模类的检测

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，全部进行检测控制，确保了工装合格满足生产。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，也不能确定下一步修理方案。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值为第一个圆心，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、一次旋转最终建立工件坐标系，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。

3.3 锥度类的检测

锥度类检具在制造过程中，角度磨成后，在保证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%提高到80%，保证入库时100%合格[2]。

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，尤其是在牧野加工中心调试验收阶段，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，如夹板能满足大、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，最大限度地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，它必须满足检测要求，达到最佳的性能价格比，并产生较高的经济效益，真正将科技转化为生产力。这就要求在以后的工作中，将工作重心从满足检测要求不断延伸，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，利用统计软件包获得统计数据同时提供置信度水平直方图、手工外廓线和统计图。