蔡司三坐標測量機對柴油機測量案例

 　　機體為U型箱體類零件，在夾具松開、夾緊狀態下測量會存在測量數據差異較大的現象。為確保測量結果能反映出要求狀態的加工尺寸精度，機體測量時的裝夾狀態保持與其在加工時所處的裝夾狀態完全一致。

　　柴油機機體加工時采用隨行夾具定位在機床工作臺上，加工完畢后在不松開夾具的條件下進行測量，解決了測量狀態要求的問題。采用隨行夾具的工藝方案后，為使隨行夾具達到移送系統裝置的精度，采用直線導軌移送的方案。

　　同時為了克服三坐標測量機輸送導軌與工件輸送導軌斷續對接，對隨行夾具的輸送狀態、定位精度和三坐標測量機的整體測量精度的影響，將原來只對蔡司三坐標測量機進行防震基礎的施工，改為對三坐標測量機和隨行夾具移送系統裝置整體進行防震基礎的施工。

　　該綜合方案可以克服因基礎變形、局部偏載而造成三坐標測量機的測量誤差等諸多影響。

　　由于動態測頭是在與實體接觸的瞬間進行測量采樣工作，無論x、Y、Z任何方向受到力，均會產生階躍信號，因而工件表面的清潔情況對測量的準確與否至關重要。測量之前要求先用蘸有清潔劑的抹布對測量表面和測量頭全部清潔一遍，然后，再用干抹布全部清潔一遍，每次抹布使用后需要清洗。如果測量中發現有超差情況出現，并且數據點偏離很大，首先就要考慮清潔問題。尋找測量超差項點的要素提取點位，仔細觀察是否存在金屬碎屑或毛刺，再次清潔后重新測量。

　　對于檢測的整個過程中，最基本也是最至關重要的工作是測量基準的定義和確立。在選擇測量坐標系基準時，應首先考慮基準平面間或基準線間是否垂直、基準平面與基準線間是否平行，并且要盡量按照設計、加工、測量三基準相統一的原則選擇測量坐標系。

　　由圖2、圖3可知，某型號機體的1#和9#主軸承孔公共軸線是主要設計基準和工藝基準，9#主軸承孔外側止推面和機體底平面是另兩個設計基準。從設計意圖上看，主軸承孔公共軸線與9#主軸承孔外側止推面為垂直關系，主軸承孔公共軸線與機體底平面為平行關系，9#主軸承孔外側止推面和機體底平面為垂直關系。工件坐標系的基準元素選擇應圍繞這三者進行。

　　首先使用人工手工模式測量9#主軸承孔外側止推面，測4點，以該平面法向作為X方向，X原點在該平面上。人工手動模式測量9#主軸承孔，以元素圓的方式測量4點，將Y軸和Z軸原點移動到該圓圓心位置。

　　在單軸基準坐標系D(2)下，以程序模式測量9#主軸承孔，以元素圓柱(CYL001，測量8點，將Y軸和2軸原點移動到該圓柱軸線位置，以圓柱軸線為基準，旋轉丫軸和Z軸，使YZ平面垂直于該圓柱軸線。該坐標系為D(5)

　　在坐標系D(5)下，設置工作平面為YZ平面，程序模式測量9#主軸承孔外側止推面，以元素平面(PLN_ThrustFace)測6點。

　　設置測頭接近距離為5，設置測頭回退距離為10程序模式測量主軸孔止推面和機體底面交線所在位置的直線，以元素直線(LINE_+Y_PAN)測6點。

　　定義平面(PLN_ThrustFace)為基準D，圓柱(CYLO01)軸線為基準E，直線(LINE+Y_PAN)為基準F。

　　建立坐標系D(6)：基準E為-X軸，Y軸原點，Z軸原點;基準F為Y軸;基準D為X軸原點。

　　程序模式測量1#主軸承孔，以元素圓柱(CYL002)測量8點。

　　構造一條直線(LINE_CRKB_X)，將圓柱(CYL001)和圓柱(CYL002)的中心點連接而成。

　　定義直線(LINE_CRKB_X)為基準G，直線(LINE_+Y_PAN)為基準C，平面(PLN_ThrustFace)為基準D。

　　建立工件坐標系D(7)：基準G為X軸，Y軸原點，Z軸原點;基準C為Y軸;基準D為X軸原點。

　　由于1#和93主軸承孔公共軸線是主要設計基準，且兩孔為長距孔，總長3 677.5 mm，符合大特征的要求。因此選該公共軸線作為工件主基準。將1#和9#

　　主軸承孔作為圓柱元素測量，計算兩圓柱的中心，這兩個圓柱的中心可以作為空間點定義，計算這兩個空間點連線構造的3D直線。該3D直線，即為1#和9#主軸承孔公共軸線，它只能通過計算得到，而不能通過測量得到。

　　主基準確定后，機器坐標系的X軸與1#和9#主軸承孔公共軸線的空間夾角也確定了，工件坐標系傾斜該角度后，就確定了新的X軸(空間軸)，將該軸線定義為工件坐標系的Y軸和Z軸的原點。

　　在9#主軸承孔的止推面上以極坐標方式測6點，X方向的原點設置在該平面上。

　　定義第二基準。在機體后端底面與主軸承孔外側止推面相交的直線理論位置上測量6點，根據測量點計算直線實際方向，將Y軸旋轉到該直線的實際方向。根據右手螺旋法則，Z軸自動生成。X軸正方向指向機體前端面，Y軸正方向指向機體右側，Z軸正方向指向機體底面。

　　采點策略直接關系到測量精度和測量效率。對于某型號柴油機機體的三坐標測量工序中，測量要素可分為圓柱和平面兩大類。而圓柱要素的提取又是靠其截面圓要素的采集來實現的。圓的直徑和圓心位置根據圓柱表面輪廓各點位置的測量結果來確定。