為了有效實現(xiàn)對大型工件的高精度測量亲桥，需要采用大型的檢測系統(tǒng)柑晒。對于許多大型工件，如飛機的機身和機翼結(jié)構(gòu)件囚衔、重型設(shè)備的框架零部件挖腰，以及用于風力渦輪發(fā)電機的齒輪裝配件等，只有采用規(guī)格最大的三坐標測量機练湿，才能完成對這些零部件的高精度測量和檢測任務(wù)场时。

大型三坐標測量機通常采用橋式或龍門式三坐標測量機結(jié)構(gòu)，并配備了各種測量系統(tǒng)谴疾，用于檢測異軍突起的風能發(fā)電行業(yè)所用的渦輪機齒輪强进。在測量設(shè)備制造商進行的市場需求調(diào)查中，風能發(fā)電行業(yè)為三坐標測量機未來的發(fā)展提供了巨大的潛力昭怕，而一些傳統(tǒng)的用戶行業(yè)(如汽車制造業(yè))的需求則在下滑袱族。

Zeiss公司用于大型三坐標測量機的傳感技術(shù)使用戶在對尺寸龐大的工件進行檢測時，仍然能達到很高的測量精度裙都。Carl Zeiss工業(yè)測量技術(shù)(IMT)公司產(chǎn)品經(jīng)理Gerrit DeGlee介紹說渔舵，“Zeiss測量機的傳感技術(shù)使我們不同凡響。Zeiss采用自主開發(fā)的傳感器技術(shù)咽皮，可以更好地控制用于采集測量數(shù)據(jù)的測量機構(gòu)劈遂。我們可以精確地監(jiān)測測針觸測工件時所產(chǎn)生的測頭壓力，這一點非常重要，因為觸測大型工件時度姑，必須使用長測針或接長桿穷窃，如果對測針施加壓力呈枉，它就會發(fā)生撓曲趁尼。如果不能準確獲知所施加的測頭壓力，就無法確定測針的撓曲程度猖辫。如果測量時不小心酥泞，測針撓曲導致的測量誤差就可能是工件尺寸公差的好幾倍】性鳎”

用Zeiss MMZ-G型龍門式CMM測量大型工件飛機芝囤、大型越野車輛和風能發(fā)電機零部件是目前應(yīng)用大規(guī)格坐標測量機進行檢測的典型例子。Zeiss公司的MMZ-G型龍門式三坐標測量機已被應(yīng)用于一些重要場合辛萍，包括美國聯(lián)合打擊戰(zhàn)斗機(JSF)國防計劃悯姊，JSF的主要制造商洛克希德馬丁公司用Zeiss三坐標測量機來測量新型F-35戰(zhàn)機的大尺寸機翼蒙皮。

Zeiss的大型三坐標測量機有各種不同的測量范圍贩毕。MMZ-T型橋式測量機的測量寬度為2m悯许，測量高度和長度則有多種不同規(guī)格;成本較低的MMZ-B型測量機也有多種規(guī)格，典型的測量寬度范圍為2-4m辉阶，測量高度則各不相同先壕。DeGlee解釋說，“大型測量機基本上是按訂單制造退旅。MMZ-G龍門式測量機是為高精度的大尺寸測量而設(shè)計的熊赦，而MMZ-B型在大尺寸測量中具有更好的成本效益。我們更大規(guī)格坐標測量機的測量范圍可達長11m呕长、寬5m疆逸、高3.5m∶跆茫”

大型坐標測量機的應(yīng)用范圍包括從飛機到礦山機械的各種高精度機械零件巢段，甚至包括大型光學元件，如大型透鏡等躯殷。DeGlee說溢棱，“我們能實現(xiàn)這些測量，主要因為我們在這些測量機上使用的傳感器裝置独府。這些裝置與我們在精度最高的計量型坐標測量機上所用的裝置相同吩伊。這就使我們能夠搭載非常長的傳感測頭，因為我們需要伸入測量的深孔可能長達800mm婆沟，我們希望精確測量的工件孔徑也可能達到800mm便螟，幾乎有0.9m長，需要將測頭伸入工件中進行測量，測量誤差要控制在4μm以內(nèi)爆捞》盍觯”

專攻大尺寸測量技術(shù)的德國Wenzel公司也開發(fā)了幾種用于精密測量大尺寸工件的大型三坐標測量機，以及用于檢測可能重達數(shù)噸的巨型齒輪的測量機煮甥。Wenzel Xspect Solutions公司總裁Keith Mills介紹說盗温，“大型三坐標測量機的問世已有幾十年歷史，其應(yīng)用相當廣泛成肘。加工大型結(jié)構(gòu)和工件的制造商有時對公差的要求非常嚴格卖局，比如一些大型印刷機的框架結(jié)構(gòu)，對位置公差的要求十分苛刻双霍⊙馀迹”

三坐標測量機的測量原理

三坐標測量機是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一，因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規(guī)洒闸，并把復雜的測量任務(wù)所需時間從小時減到分鐘染坯。三坐標測量機的功能是快速準確地評價尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息丘逸，這與所有的手動測量設(shè)備有很大的區(qū)別单鹿。將被測物體置于三坐標測量空間，可獲得被測物體上各測點的坐標位置展管，根據(jù)這些點的空間坐標值陕牲，經(jīng)計算求出被測物體的幾何尺寸，形狀和位置瓣老。

三坐標測量機的應(yīng)用

主要用于機械芒极、汽車、航空崇已、軍工户挟、家具、工具原型贱起、機器等中小型配件中痴、模具等行業(yè)中的箱體、機架迫扫、齒輪疮窟、凸輪、蝸輪诬絮、蝸桿鬼癣、葉片、曲線啤贩、曲面等的測量待秃，還可用于電子拜秧、五金、塑膠等行業(yè)中章郁，可以對工件的尺寸枉氮、形狀和形位公差進行精密檢測，從而完成零件檢測暖庄、外形測量聊替、過程控制等任務(wù)。

制造業(yè)中的質(zhì)量目標在于將零件的生產(chǎn)與設(shè)計要求保持一致雄驹。但是佃牛，保持生產(chǎn)過程的一致性要求對制造流程進行控制。建立和保持制造流程一致性最為有效的方法是準確地測量工件尺寸医舆，獲得尺寸信息后，分析和反饋數(shù)據(jù)到生產(chǎn)過程中象缀，使之成為持續(xù)提高產(chǎn)品質(zhì)量的有效工具彪饺。

三坐標測量機是測量和獲得尺寸數(shù)據(jù)的最有效的方法之一，因為它可以代替多種表面測量工具及昂貴的組合量規(guī)促弯，并把復雜的測量任務(wù)所需時間從小時減到分鐘通冕，并快速準確地評價尺寸數(shù)據(jù)，為操作者提供關(guān)于生產(chǎn)過程狀況的有用信息诲厚。

1创炉、三坐標測量機在模具行業(yè)中的應(yīng)用

三坐標測量機在模具行業(yè)中的應(yīng)用相當廣泛，它是一種設(shè)計開發(fā)蔽曙、檢測尺那、統(tǒng)計分析的現(xiàn)代化的智能工具，更是模具產(chǎn)品無與倫比的質(zhì)量技術(shù)保障的有效工具家澈。當今主要使用的三坐標測量機有橋式測量機丹自、龍門式測量機、水平臂式測量機和便攜式測量機蚀比。測量方式大致可分為接觸式與非接觸式兩種弹值，目前Metris LK的測量機在兩項技術(shù)上位居世界前列。

模具的型芯型腔與導柱導套的匹配如果出現(xiàn)偏差甩汞，可以通過三坐標測量機找出偏差值以便糾正豫尽。在模具的型芯型腔輪廓加工成型后，很多鑲件和局部的曲面要通過電極在電脈沖上加工成形顷帖，從而電極加工的質(zhì)量和非標準的曲面質(zhì)量成為模具質(zhì)量的關(guān)鍵美旧。因此，用三坐標測量機測量電極的形狀必不可少窟她。 三坐標測量機可以應(yīng)用3D數(shù)模的輸入陈症，將成品模具與數(shù)模上的定位、尺寸、相關(guān)的形位公差录肯、曲線趴腋、曲面進行測量比較，輸出圖形化報告论咏，直觀清晰的反映模具質(zhì)量优炬，從而形成完整的模具成品檢測報告。 在某些模具使用了一段時間出現(xiàn)磨損要進行修正厅贪，但又無原始設(shè)計數(shù)據(jù)(即數(shù)模)的情況下蠢护，可以用截面法采集點云，用規(guī)定格式輸出倚撰，探針半徑補償后造型恃姨，從而達到完好如初的修復效果。

當一些曲面輪廓既非圓弧窝秤，又非拋物線宴今，而是一些不規(guī)則的曲面時，可用油泥或石膏手工做出曲面作為底胚幽州。然后用三坐標測量機測出各個截面上的截線换攘、特征線和分型線，用規(guī)定格式輸出匙戚，探針半徑補償后造型椎颓，在造型過程中圓滑曲線，從而設(shè)計制造出全新的模具潭三。

三坐標測量機以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字化能力最阿，成為現(xiàn)代制造業(yè)尤其是模具工業(yè)設(shè)計、開發(fā)粒惜、加工制造和質(zhì)量保證的重要手段佣棠。我側(cè)重談一下測量機對于模具工業(yè)的兩個重要作用。

第一蜡镶、測量機能夠為模具工業(yè)提供質(zhì)量保證雾袱，是模具制造企業(yè)測量和檢測的最好選擇。測量機在處理不同工作方面的靈活性以及自身的高精度官还，使其成為一個仲裁者芹橡。在為過程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時，測量機可提供入廠產(chǎn)品檢驗望伦、機床的校驗林说、客戶質(zhì)量認證、量規(guī)檢驗屯伞、加工試驗以及優(yōu)化機床設(shè)置等附加性能腿箩。高度柔性的三坐標測量機可以配置在車間環(huán)境豪直，并直接參與到模具加工、裝配珠移、試模弓乙、修模的各個階段，提供必要的檢測反饋钧惧，減少返工的次數(shù)并縮短模具開發(fā)周期暇韧，從而最終降低模具的制造成本并將生產(chǎn)納入控制。

第二叮歧、測量機具備強大的逆向工程能力作两，是一個理想的數(shù)字化工具。通過不同類型測頭和不同結(jié)構(gòu)形式測量機的組合菌秘，能夠快速袒覆、精確的獲取工件表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特征，這對于模具的設(shè)計卿截、樣品的復制孝速、損壞模具的修復特別有用。此外拨蓖，測量機還可以配備接觸式和非接觸式掃描測頭，并利用PC-DMIS測量軟件提供的強大的掃描功能刺泌，完成具備自由曲面形狀特征的復雜工件CAD模型的復制照旺。無需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換，可以被各種CAD軟件直接識別和編程男枝，從而大大提高了模具設(shè)計的效率酝浦。

具體來說，在模具制造企業(yè)中應(yīng)用測量機完成設(shè)計和檢測任務(wù)時场刑，要密切關(guān)注測量基準的選擇般此、測頭的標定和選擇、測點數(shù)及測量位置的規(guī)劃牵现、坐標系的建立铐懊、環(huán)境的影響、局部幾何特征的影響瞎疼、CNC控制參數(shù)等多方面的因素科乎。這當中的每一個因素，都足以影響測量結(jié)果的精確和效率贼急。

2茅茂、三坐標測量機在汽車行業(yè)的應(yīng)用

坐標測量機是通過測頭系統(tǒng)與工件的相對移動，探測工件表面點三維坐標的測量系統(tǒng)太抓。通過將被測物體置于三坐標測量機的測量空間空闲，利用接觸或非接觸探測系統(tǒng)獲得被測物體上各測點的坐標位置令杈，根據(jù)這些點的空間坐標值，由軟件進行數(shù)學運算碴倾，求出待測的幾何尺寸和形狀棋眠、位置。因此遣抄，坐標測量機具備高精度意宝、高效率和萬能性的特點，是完成各種汽車零部件幾何量測量與品質(zhì)控制的理想解決方案庵臼。

汽車零部件具有品質(zhì)要求高慎间、批量大、形狀各異的特點揽邀。根據(jù)不同的零部件測量類型粗啼，主要分為箱體、復雜形狀和曲線曲面三類辙势，每一類相對測量系統(tǒng)的配置是不盡相同的蘸概，需要從測量系統(tǒng)的主機、探測系統(tǒng)和軟件方面進行相互的配套與選擇羞媳。

3悄济、三坐標測量機在發(fā)動機制造中的應(yīng)用

在現(xiàn)代制造業(yè)中，高精度的綜合測量機越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)過程中扼菠，使產(chǎn)品質(zhì)量的目標和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗轉(zhuǎn)化為對制造流程進行控制摄杂，通過信息反饋對加工設(shè)備的參數(shù)進行及時的調(diào)整，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程循榆，提高生產(chǎn)效率析恢。

發(fā)動機是由許多各種形狀的零部件組成，這些零部件的制造質(zhì)量直接關(guān)系到發(fā)動機的性能和壽命秧饮。因此映挂，需要在這些零部件生產(chǎn)中進行非常精密的檢測，以保證產(chǎn)品的精度及公差配合盗尸。在現(xiàn)代制造業(yè)中柑船，高精度的綜合測量機越來越多的應(yīng)用于生產(chǎn)過程中，使產(chǎn)品質(zhì)量的目標和關(guān)鍵漸漸由最終檢驗轉(zhuǎn)化為對制造流程進行控制振劳，通過信息反饋對加工設(shè)備的參數(shù)進行及時的調(diào)整椎组，從而保證產(chǎn)品質(zhì)量和穩(wěn)定生產(chǎn)過程，提高生產(chǎn)效率历恐。

在傳統(tǒng)測量方法選擇上寸癌，人們主要依靠兩種測量手段完成對箱體類工件和復雜幾何形狀工件的測量，即：通過三坐標測量機執(zhí)行箱體類工件的檢測;通過專用測量設(shè)備弱贼，例如專用齒輪檢測儀兰捣、專用凸輪檢測設(shè)備等完成具有復雜幾何形狀工件的測量槐骂。因此對于從事生產(chǎn)復雜幾何形狀工件的企業(yè)來說，完成上述產(chǎn)品的質(zhì)量控制企業(yè)不僅需要配置通用測量設(shè)備赞亡，例如三坐標測量機肪躯，通用標準量具、量儀生纫，同時還需要配置專用檢測設(shè)備掀舷，例如各種尺寸類型的齒輪專用檢測儀器，凸輪檢測儀器等都陵。這樣往往導致企業(yè)的計量部門需要配置多類型的計量設(shè)備和從事計量操作的專業(yè)檢測人員幅猖，計量設(shè)備使用率較低，同時企業(yè)負擔較高的計量人員的培訓費用和計量設(shè)備使用和維護費用;企業(yè)無法實現(xiàn)柔性造轴、通用計量檢測梢翼。因此轩从，降低企業(yè)的測量成本刁品，計量人員的培訓費用，測量設(shè)備的使用和維修費用振诬，達到提高測量檢測效率的目的戚嗅，使企業(yè)具備生產(chǎn)過程的實時質(zhì)量控制能力雨涛，這將關(guān)系到企業(yè)在市場活動中的應(yīng)變能力，對幫助企業(yè)建立并維護良好的市場信譽懦胞，具有重要的決定作用镜悉。

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