三坐标测量技术在现代机械制造工业的应用

三坐标测量技术在现代机械制造工业的

应用

摘要：由于国民经济的迅速发展，我国的机器设备和制造业逐步扩展

了其在工业领域的使用。要满足人民生活水平的提高，必须重视提高机器的品质

和技术的水平。将三轴测量技术用于机械部件的测试，能显著提高测试精度。本

文首先简要地阐述了三轴测定器在机床部件的测试中的应用，并就其在机械部件

的测试中的应用进行了简要的论述，以期能为今后更好地利用三轴测试技术进行

机械部件的测试工作奠定基础。

关键词：三坐标测量仪；机械零件；检测；应用前言

三轴测量机是一种新的空间几何测量技术，它是将数字化技术与工业

测量结合起来的一种新型的技术。三轴测量机在工业上的运用，不仅能改进传统

手工难以完成的测控工作，而且能显著地提高测控准确率。三轴测量机是一种新

型的精密仪器，它可以精确地测量出工件的尺寸，也可以对大量的工件进行反复

的检查。

1.三坐标测量仪在机械零件检测中的应用特点

三坐标测试仪的实质是一种高精度的测量仪，它以 X/Y/Z轴为基

本参考系统，所以它的三条不同的运动轨道，即沿一条不同的轴线移动[2]。三

坐标测量仪器不但包括三个主轴的主要机构构成，而且还包括电子控制硬件设备、测头设备和数据处理软件。三轴测量仪器是指精密的机器零件，利用电脑进行三

坐标测量。三轴测量机在工况下的工作状况比较复杂，应该在实际的测试和检查中，将被测对象的规格设定在特定的测量区域内，同时要充分地综合目标的测量，从而精确地计算出尺寸数据值和定位容限数据值。

2.三坐标测量仪在机械零件检测中的具体应用

2.1 注重三坐标测量仪的选择

在进行机器部件检验时，首先要注意三轴测量仪器的选用，以保证

所选用的仪器的规格是正确的。通常，三轴测量仪的测距应在

650mmX650mmx160mm的范围内，并对测试仪的精确度进行适当地调整，保证测出

的偏差小于0.0005毫米，从而提高机器设备的工作精度[3]。在对有关的机器部

件进行检验的过程中，必须保证其标准化和合理性，在对有关的测试资料进行计

算时，必须保证 CAD等计算机软件的正确应用，对其进行精确的分析，并且所提

供的资料必须符合规定。在此工艺中，要求进行机器部件的装配图纸的制作，必

须以三轴测量仪器的具体检查项目为基础。值得注意的是，在进行机械部件检验

的时候，不仅要全面地分析被检验的各种要素，还要根据特定的操作规程，进行

合理的调试，确保机器部件的检验工作能够圆满地进行。

2.2 注重测量过程的管理

在使用高级三轴测量机时，必须严格遵循特定的作业次序，保

证各项作业均能在实际工作中得到准确地实施，并配合作业。首先，应该制定一

份崭新的机器部件检验工作文档，做好充分的测试工作。其次，需要适当地调节

和控制光线，这是由于三轴测试机中的高分辨率摄像机，在测试过程中需要更多

的照明。在制作了一个新的文档以后，应该根据实际的探测状况来适当地设定拍

摄的影像，并要对光源进行严格地调节，并且要根据各个机器部件的探测部位来

调节光源。利用三轴测量机进行准确地测试和准确地加工，并对其进行准确地识别。通常来说，在对工件进行外形尺寸的测量时，应该精确地控制其表面的亮度，以保证其外缘的光线足够明亮，从而保证测试的精度。

2.3 注重科学合理检测方案的制定

若使用三轴测量仪器对已加工过的有关部件进行检验，则应先

将其表面的所有毛边清除，然后将其置于三轴测量仪器的工作台上。然后，在决

定部件的位置和安装方法时，要根据被测试的机器部件的特殊工艺条件来决定。

然后进行相应的软件的调整和正确的选型，然后对所选的测针进行科学地检查，

保证测试的正确性。在以上工作结束后，与待测的机器部件也要建立对应的坐标

系统。然后，采用手工测试的方式来进行受检的机械部件的容限，这个过程应该

与设计图上的有关特点相联系。同时，也应该决定探测通道。人工测定时，通过

软件实现了自动地同步，然后将检测到的数据进行存储。利用该方法可以实现对

相同批次工件的自动检验。在完成测试并获得对应的测试数据后，还要对测试结

果进行评估，从而实现对机器部件的测试。然后根据需要的数据，对报表上的数

据进行相应的修改，直到测试报告被打印出来，才能进行产品的检查。

2.4 注重坐标系的有效构建

在安装机器部件时，可以根据具体的设计图，将机器部件精确

地摆放在三轴测量机上。此外，还要根据设计图上的要求，选择合适的直径和探

测器，在选定之后，不要忽视探测器的检查。根据这些步骤，建立一个新的坐标

系统，首先是一个机械部件的圆筒末端至少有四个圆心，以此为基准，可以根据

这个圆心的正负角来决定 Z轴线。接着，在选定合适的圆圈的时候，应该先从属

性表中选出一个，接着在点选键上选一个X正，然后在X轴上做一个标记，接着

在 Y轴周围选一个 Z，然后按一下转动键就可以了，这个过程就是建立一个坐标

系统。例如，由思瑞计量科技公司研制的600mmx800mmx600mm、承重300 kg的全

自动三坐标测量机为实例，它可以根据盒形件图纸来选择2.5 mm的测头，并根

据圆筒的尺寸和垂直的法线方向来确定 Z轴线，然后选取6毫米的圆，以X轴、

Y轴线为基准，最后建立一个整体的坐标系。

2.5 注重零件手动测量的应用

首先，应该对机器部件的竖直性进行测试，在此阶段，应该先

将结构方法运用到正确的曲面，并在机器部件的基础上，确定一条直线，对两条

线的竖直性进行评估。对于这两条线，我们需要精确地界定出相应的参考点，并

将其作为探测参考线。利用检测参考线对由平面中线构成的直线进行有效地评估，从而得到相应的测量值。其次，还要检查机械部件的同轴程度，这在机械部件的

检查中很普遍，但用常规的方法进行监控，不仅需要大量的时间和精力，而且重

复率也很低，所以使用三坐标测量仪器来进行监控，不仅可以提高测量的速度，

而且还可以提高测量的准确度。首先要注意被测要素和参考要素的选取，其次要

对多个剖面圆进行测量，再根据剖面圆的中心构造三维线，并将其视为共同的轴。由于各圆周的直径通常存在较大差别，因此，在测量时，应选取参考与测量的参

考圆筒进行相应地同轴性，并选取最大的一个作为构件的同轴性。由于该共同轴