平臺測量與數字測量的比較

因為制造水平有限和工藝的落后，通用量具和組合量規作為主要的檢測手段得到了廣泛應用。于是，在產品檢測方面提出了一個新課題，即如何適應數字技術的發展，處理好平臺測量與數字測量之間的差異。

一、坐標系

平臺測量是建立在一維坐標系基礎上的，所以它一次只能表述一個方向上的數值，不能表述測量對象的空間具體方位。

數字測量一般由三個正交的直線運動軸系構成。如圖1所示，X向導軌系統裝在工作臺1上，移動橫梁3是Y向導軌系統，主軸4是Z向導軌系統，裝在滑架2內。三個方向軸上均裝有光柵尺，用來度量各軸位移值。測頭5安裝在主軸4上，被測零件放置在三坐標測量空間，通過測頭可獲得被測零件上各個測點在X、Y、Z三個方向上的精確坐標位置。

二、零件找正

如圖2所示，圓盤形零件沿圓周均勻分布3個小孔的位置度需要測量。

1.平臺測量零件找正

選擇中心孔 15的軸心線和零件底平面為測量基準。零件找正過程需要靠人工不斷地進行實物調整，操作手續較多，花費時間較長。如圖3所示，首先，將可脹式芯軸插入中心孔 15緊密配合，裝夾在分度裝置上；其次，將指示表測頭觸及零件的底平面（T面）并調零，測量整個表面，確定軸心線與基準平面垂直；最后，將芯軸插入被測孔緊密配合，用指示表找平芯軸與平臺平行。

2.數字測量零件找正

利用被測零件的幾何特征建立零件坐標系，通常采用6點找正法，即“3-2-1”方法。首先，通過在指定平面上測量三點（1，2，3）或三點以上的點校準基準面；其次，通過測量兩點（4，5）或兩點以上的點來校準基準軸；最后，再測一點（6）來計算原點。如圖4所示，第一步，測量零件上的三個 6小孔圓心，作為零件坐標系的XY平面；第二步，測量零件上的1個 6小孔和中心孔 15，兩孔的連線作為Y軸方向；第三步，測量零件上的中心孔 15，作為零件坐標系的原點。

三、數據采集

1.平臺測量數據

如圖5所示，首先，將芯軸依次插入各被測孔，測出各孔的軸心線的徑向值f1，并記錄讀數；其次，任取一個被測孔作角向定位，使它與中心孔的連線處于水平位置，將指示表測頭觸及芯軸并調零，再用分度裝置分度120°。當第二個被測孔處于水平位置時，將指示表測頭觸及芯軸測量切向值f2，并記錄讀數，第三個被測孔用同樣的方法測量；最后，求各被測孔的位置度誤差 ，取最大值作為該零件的位置度誤差。

2.數字測量過程

數字測量過程為3D產品模型→理論點采集→三坐標測量儀→輸出數據→產品質量評估分析。通過在產品模型上采集理論測量點，自動生成測量點幾何特征；通過測量儀的測頭系統與被測零件表面接觸的方式，提取測量點的相關信息（X、Y、Z、I、J、K），供三坐標測量儀使用，再由計算機進行數字運算，生成數據報告，真實地反映出產品的質量。三坐標測量儀是一種高速度、高精度的檢測設備，測量值可提高到萬分之一毫米的精度，且能夠快速準確地評定測量數據，這與平臺測量有很大區別。

四、誤差評定

平臺測量是由手工記錄測量數據，容易引起讀數錯誤和計算錯誤。數字測量是將檢測點的數據與3D模型理論測量點直接進行比較，分析出點的測量數據與理論數據的偏差情況，產生完整的測量數據信息，得出誤差檢測報告。技術測量用于評定產品的質量，盡管平臺測量和數字測量有差異，但目的是一致的。

數字化設計制造一體化技術的推廣和使用的突出特點是產品從零件的三維數模到零件的數控加工再到零件的數字檢測，其整個制造過程實現了數字量傳遞，獲得了準確的測量結果與生產過程控制信息，深受檢測人員的喜歡。

（作者單位：江西航空職業技術學院）