三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在汽車制造業(yè)的運(yùn)用

牟旭東+++劉偉

【摘要】：汽車零部件的制造與裝配的精度要求極高，需要對(duì)應(yīng)的精密檢測(cè)儀器來(lái)對(duì)其進(jìn)行質(zhì)量控制。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為一種先進(jìn)的測(cè)量性儀器，其對(duì)精度具有極強(qiáng)的保證，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)質(zhì)量控制水平的明顯標(biāo)志。三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)是目前世界上較為先進(jìn)的現(xiàn)代化檢測(cè)手段，廣泛應(yīng)用在機(jī)械制造、精密儀器加工、地質(zhì)測(cè)量等領(lǐng)域。在汽車制造領(lǐng)域，三坐標(biāo)技術(shù)作為一種先進(jìn)的檢測(cè)技術(shù)，已經(jīng)融入到汽車生產(chǎn)的各個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

【關(guān)鍵詞】：三坐標(biāo)；測(cè)量技術(shù)；汽車制造；應(yīng)用

【導(dǎo)言】：在現(xiàn)代機(jī)械行業(yè)中，使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量進(jìn)行控制已成為關(guān)鍵性手段。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)以其自身的高精度、公差評(píng)價(jià)快捷直觀以及適合于復(fù)雜多樣的測(cè)量種類要求而被廣泛采用。目前，國(guó)內(nèi)在汽車發(fā)動(dòng)機(jī)生產(chǎn)中，汽車生產(chǎn)廠家為了滿足國(guó)際汽車行業(yè)的供應(yīng)需求，都根據(jù)對(duì)應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)去購(gòu)進(jìn)高測(cè)量精度的三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)，使得汽車生產(chǎn)與配置的整個(gè)過(guò)程，都能夠受對(duì)應(yīng)的質(zhì)量控制。

1、三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在汽車制造業(yè)中的重要性

1.1把好質(zhì)量關(guān)，排除安全隱患

汽車是一部精美的工業(yè)藝術(shù)品，一輛汽車是由幾千個(gè)零部件組成，各個(gè)零部件都需要按照標(biāo)準(zhǔn)的尺寸進(jìn)行生產(chǎn)，這就要求對(duì)汽車零部件進(jìn)行高精準(zhǔn)的檢測(cè)，而三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)就是汽車制造過(guò)程中的監(jiān)督員，它有一雙洞察一切問(wèn)題的眼睛，監(jiān)督著汽車生產(chǎn)中從原材料選擇、鑄造、成型、熱處理等每個(gè)環(huán)節(jié)，并對(duì)每項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和性能參數(shù)進(jìn)行規(guī)范化管理，將不合格的零部件和產(chǎn)品淘汰，從而消除汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)中的質(zhì)量隱患。

1.2為科學(xué)生產(chǎn)提供保障

除了排除安全隱患，保障生產(chǎn)順利進(jìn)行外，三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)還能夠?qū)z測(cè)到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總分析，通過(guò)對(duì)這些數(shù)據(jù)的分析和判斷，能夠掌握生產(chǎn)過(guò)程中的一些性能參數(shù)和技術(shù)參數(shù)，從而讓生產(chǎn)工人們利用這些信息數(shù)據(jù)，更好地掌握生產(chǎn)機(jī)器的工作狀態(tài)和工作原理，以便將各種失控狀況控制在萌芽中，為下一步技術(shù)改進(jìn)提供參考依據(jù)，并通過(guò)技術(shù)改進(jìn)提高生產(chǎn)的穩(wěn)定性。據(jù)了解，目前世界上最先進(jìn)的汽車生產(chǎn)線可以做到連續(xù)生產(chǎn)30萬(wàn)個(gè)零誤差部件，因此我們可以說(shuō)：檢測(cè)就是企業(yè)的生命。

2、小基準(zhǔn)形位誤差測(cè)量問(wèn)題

短圓柱基準(zhǔn)是指被測(cè)要素與基準(zhǔn)要素線性長(zhǎng)度之比在5∶1以上的基準(zhǔn)。如果完全按照?qǐng)D樣要求測(cè)量理論上是可以的，但實(shí)際操作中我們會(huì)發(fā)現(xiàn)測(cè)量出的結(jié)果相差甚遠(yuǎn)，實(shí)測(cè)結(jié)果會(huì)超差幾倍甚至幾十倍，不能客觀反映零件實(shí)際情況，零件本身實(shí)際不會(huì)有如此大的偏差的，那么，我們用什么方法可以測(cè)量出這個(gè)真實(shí)值呢？誤差的來(lái)源有哪些呢？

出現(xiàn)以上現(xiàn)象可能的原因：（1）測(cè)量機(jī)精度低；（2）軟件計(jì)算錯(cuò)誤；（3）測(cè)量方法的問(wèn)題；（4）設(shè)計(jì)要求不合理。而我們只要按照被測(cè)產(chǎn)品的公差范圍，按照1/3～1/10的測(cè)量原則來(lái)選擇合適精度的測(cè)量機(jī)就可以消除測(cè)量機(jī)精度低的問(wèn)題；而圖紙定型后圖樣要求無(wú)法改變，所以只能從軟件的算法誤差及測(cè)量方法誤差方面著手解決。

3、三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在汽車制造業(yè)的運(yùn)用

3.1引入RPS系統(tǒng)

RPS系統(tǒng)是用來(lái)對(duì)汽車生產(chǎn)、組裝、檢測(cè)等整個(gè)過(guò)程進(jìn)行測(cè)量和生產(chǎn)定位的一種電子系統(tǒng)，引入RPS的目的就是使大量的汽車零部件的尺寸進(jìn)行規(guī)范化測(cè)量。RPS系統(tǒng)在汽車生產(chǎn)環(huán)節(jié)的某些關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)上進(jìn)行定位，一旦這些關(guān)鍵環(huán)節(jié)上有細(xì)微的誤差出現(xiàn)，RPS系統(tǒng)都會(huì)及時(shí)進(jìn)行報(bào)警，而且RPS系統(tǒng)具有快速鑒別能力，這使得三坐標(biāo)檢測(cè)技術(shù)能夠適應(yīng)現(xiàn)代化的生產(chǎn)速度。

3.2汽車發(fā)動(dòng)機(jī)質(zhì)量控制中三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的運(yùn)用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在汽車、航天、航空等行業(yè)中的應(yīng)用不斷擴(kuò)大。當(dāng)前，它已經(jīng)成為一種常見(jiàn)的萬(wàn)能檢測(cè)工具。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為一種通用性強(qiáng)、自動(dòng)化程度高、高精度測(cè)量系統(tǒng)，在各個(gè)先進(jìn)制造行業(yè)中都具有廣泛的應(yīng)用。在對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，主要表現(xiàn)如下。

（1）選擇性抽查。就當(dāng)前來(lái)說(shuō)，其主要是根據(jù)生產(chǎn)線的具體加工狀態(tài)，對(duì)各個(gè)工序的工件進(jìn)行間隔性抽查。一般是進(jìn)行一個(gè)工序后，就會(huì)進(jìn)行一批產(chǎn)品的檢測(cè)，從而保證此道工序的生產(chǎn)質(zhì)量。

（2）平面測(cè)量。平面是測(cè)量中最為基本且最為重要的元素。大多數(shù)情況下，它都是根據(jù)坐標(biāo)系建立對(duì)應(yīng)的空間定向。檢測(cè)中，需要先利用探針的方向來(lái)確定其是否與平面方向一致，然后建立對(duì)應(yīng)的平面坐標(biāo)。最后，根據(jù)建立的坐標(biāo)對(duì)其進(jìn)行測(cè)量。

（3）對(duì)元素誤差的測(cè)量。形狀以及位置的誤差簡(jiǎn)稱形位誤差。該種誤差主要包括直線誤差、平面誤差、平行誤差、垂直誤差等多種誤差方式。誤差即測(cè)量對(duì)象與其理想數(shù)據(jù)具有的一定的變動(dòng)量。在實(shí)際測(cè)量中，利用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)進(jìn)行形位誤差測(cè)量時(shí)，需要根據(jù)對(duì)應(yīng)的軟件設(shè)置來(lái)測(cè)量已經(jīng)規(guī)范化的模型。然后，在測(cè)量過(guò)程中，需要注意：第一，將所有的基準(zhǔn)以及被測(cè)量元素都轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，并將測(cè)量對(duì)象放置于坐標(biāo)系上；第二，測(cè)量過(guò)程中所采集到的幾何元素，都需要由對(duì)應(yīng)的測(cè)量軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；第三，測(cè)量中分析出來(lái)的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)對(duì)應(yīng)的評(píng)判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行誤差估計(jì)。

（4）幾何要素之間的關(guān)系測(cè)量。在對(duì)汽車發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行測(cè)量時(shí)，需要進(jìn)行兩方面的工作：第一，對(duì)各個(gè)基本元素進(jìn)行探測(cè)。在對(duì)基本幾何要素進(jìn)行探測(cè)時(shí)，可以初步確定該工件的形狀。而在確定形狀的基礎(chǔ)上進(jìn)行對(duì)比處理，看是否與標(biāo)準(zhǔn)一致。第二，要對(duì)測(cè)量的基本幾何要素在一定坐標(biāo)系下的相互關(guān)系進(jìn)行運(yùn)算。這個(gè)運(yùn)算主要是對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)比例的確認(rèn)，看其是否能夠在使用中達(dá)到一定的效果。這些運(yùn)算以及關(guān)系主要可以分為距離、角度、相交、對(duì)稱。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)主要需要確定的就是其整體是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如果沒(méi)有達(dá)到，可以及時(shí)分析出不足，并在實(shí)際生產(chǎn)中進(jìn)行修改。

3.3使用測(cè)量支架

測(cè)量支架的使用是為了更好地進(jìn)行測(cè)量，支架的功能便是將零件進(jìn)行準(zhǔn)確的定位和固定在某個(gè)檢測(cè)的位置上來(lái)，而且隨著科技的進(jìn)步，又衍生出很多支架的替代品，而快速定位是測(cè)量支架的另外一個(gè)不可替代的功能，支架能夠大大提高檢測(cè)的速度，而且速度可以根據(jù)生產(chǎn)力水平進(jìn)行調(diào)整，并針對(duì)不同企業(yè)進(jìn)行量身定做。

結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠極大地滿足汽車生產(chǎn)中的高精密度，對(duì)于其質(zhì)量的控制與性能的提高具有十分重要的作用。本文結(jié)合實(shí)際，分析了我國(guó)三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用情況，簡(jiǎn)單介紹了幾種技術(shù)的運(yùn)用情況，希望通過(guò)文章的論述，給相關(guān)制造企業(yè)一定借鑒。

【參考文獻(xiàn)】：

[1]李林白.三坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)在汽車制造業(yè)的運(yùn)用[J].黑龍江科學(xué)，2016，05：114-115.