數字測量儀的結構與應用

楊小磊，王地川，呂維娟，宋翔，劉隴

數字測量儀的結構與應用

楊小磊，王地川，呂維娟，宋翔，劉隴

（吉利長興新能源汽車有限公司，浙江 湖州 313000）

文章通過介紹數字測量儀的結構與應用，對標準數顯量具進行改造，通過無線傳輸的方式自動將數顯工具的測量值直接記錄到測量報告中，解決目前手工測量精度差、效率低等問題，實現了手工測量半自動化，用低成本實現手工測量“快”、“準”、“省”。

數字測量儀；無線傳輸系統；手工測量

1 手工測量現狀

在“制造2025戰略”和“工業4.0”已經廣為探討和實踐的今天，自動化測量因為成本高、對環境要求高、占用面積大等原因并無法替換所有手工測量業務。傳統塞尺、面差尺作為國內汽車零部件測量的工具，測量精度低，測量過程中一人負責測量工具完成操作，另外一個負責將測量結果記錄在打印好的表格中，最后再將測量數據輸入電腦存檔。不僅效率低下，而且非常容易出錯，甚至還存在測量數據被人為篡改的情況。所以測量工具精度低、測量效率低等手工測量的現狀急需改善。

2 數字測量儀的優勢

一套完整的數字測量儀由標準數顯量具（數顯百分表或游標卡尺）、定制表座、無線輸出裝置、無線接收裝置、電腦、軟件系統組成。其優勢如下：

（1）數顯量具的精度分辨率≤0.01mm，達到了自動化測量的精度要求；

（2）數顯量具的數據直接顯示，可以讓測量員快速準確獲得所需的測量值；

圖1 數字測量儀結構示意圖

（3）通過數顯量具讀出的數據可以通過數據收發器自動存儲到電腦里，減少了人工記錄數據的時間，從而提高了測量效率；

（4）存儲到電腦里的測量數據可實時傳輸到網絡數據中心，并實現數據的分析；

（5）數字測量儀結構簡單，造價成本低，操作簡單，測量員可快速培訓上崗操作。

3 數字測量儀的結構

3.1 表座

測量表座是將量具與測量產品關聯起來的一個轉接機構。表座的結構設計決定著這套測量儀測量精度的穩定性。在保證剛性的前提下盡可能輕量化，并能滿足手工操作時人機工程。為了避免測量時刮傷工件，表座的材料一般為鋁或尼龍。

表座和量具不同的搭配方式可實現不同的測量需求，如：面差測量、間隙測量、密封間隙測量等。

圖2 面差測量表示意圖

圖3 間隙測量表示意圖

圖4 間隙面差測量表示意圖

3.2 無線傳輸系統

無線測量產品近幾年發展迅速，國內很多量具生產廠家在此領域有了很多產品。無線傳輸系統包括藍牙傳輸、WIFI傳輸。實際使用時，藍牙傳輸可以將短距離內的電子裝置通過局域的無線網連接起來，安全新能高。WIFI傳輸具有傳輸速度快和覆蓋范圍廣的特點。藍牙傳輸和WIFI傳輸均能起到代替傳統數據，實現數據實時傳輸的作用。

圖5 無線傳輸系統結構示意圖

圖6 數據發射開關結構示意圖

發送數據時，手動按壓圖示的數據發射開關，無線接收裝置收到發送指令，將會自動接收發送的數據。無線傳輸裝置上帶有LED或蜂鳴器，通過LED燈顯示或蜂鳴器聲音可就近確認是否接收到發送的數據。

將無線接收裝置插入電腦的USB接口，接收器會自動為各個發射器賦予地址碼，最多每臺接收器可賦予100個，實現通信時，通信距離約50米，可實現遠距離測量。

3.3 軟件系統

無線傳輸裝置收集的數據基本以EXCEL表格的形式進行數據的呈現（見圖7），基于EXCEL強大的圖形顯示功能此將簡單的表格進行圖形化顯示，當測量工件復雜且測量點多時，更方便、直觀地顯示測量位置和特征，進而指導測量員測量。測量結果可按顏色分類等判斷測量數據是否在公差內（如：將已完成的合格測點在圖形中顯示為綠色填充，不合格點顯示紅色填充等）。當然，為了更好地使用此類工具，也可以對測量界面進行更深的開發，讓操作界面更智能。

圖7 數據接收原始模板示意圖

軟件系統的另一個功能是實現數據管理。數據處理系統將原始數據和計算后的數據結果存儲到數據庫內，分析人員在分析數據時，根據需要將相應數據讀出，進行進一步的計算，并按要求出具報告，并輸出各類圖表[1]。

圖8 數據管理系統示意圖

4 數字化測量儀展望

數字化手工測量也是屬于半自動測量，隨著計算機技術和集成電路技術的發展，半自動測量也將得到廣泛應用，逐步代替手工測量并逐漸向自動化測量靠攏。此手工測數據測量儀量實現了高精度、高效率的測量和傳輸的功能，并且相較自動測量本身具有體積小、測量環境要求低的特點和優勢。但是目前的測量點受產品結構所限無法百分百測量、產品設變無法同步更新等問題也將隨著技術發展向著通用化、網絡化、智能化的方向發展，為測量業務的發展提供保障。

[1] 吳凌飛.基于ACCESS的三坐標測量數據管理系統[D].南昌大學, 2011.

Research on Sample Delivery Index of Vehicle Size Matching Parts

Yang Xiaolei, Wang Dichuan, Lv Weijuan, Song Xiang, Liu Long

( Geely Changxing New Energy Automobile Co., Ltd., Zhejiang Huzhou 313000 )

This paper introduces the structure and application of digital meter, the standard digital display measuring tool, by means of wireless transmission automatically record the measured value of the digital display tools directly into the measure -ment report, the current manual measuring precision and low efficiency of solution, implement the manual measuring half automation, with low cost implementation manual measurement "fast", "quasi", "province".

Digital measuring instrument;Wireless transmission system;Manual measuring

10.16638/j.cnki.1671-7988.2021.03.041

TH71

A

1671-7988(2021)03-136-02

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1671-7988(2021)03-136-02

楊小磊，女，主管工程師，就職于吉利長興新能源汽車有限公司，從事尺寸測量相關工作。