三坐標測量機在模具生產(chǎn)中的應用

三坐標測量機以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字化能力，成為現(xiàn)代制造業(yè)尤其是模具工業(yè)設(shè)計、開發(fā)、加工制造和質(zhì)量保證的重要手段。
模具質(zhì)量保證的有效工具
三坐標測量機在模具行業(yè)中的應用相當廣泛，它是一種設(shè)計開發(fā)、檢測、統(tǒng)計分析的現(xiàn)代化的智能工具，更是模具產(chǎn)品****的質(zhì)量技術(shù)保障的有效工具。當今主要使用的三坐標測量機有橋式測量機、龍門式測量機、水平臂式測量機和便攜式測量機。測量方式大致可分為接觸式與非接觸式兩種，目前MetrisLK的測量機在兩項技術(shù)上位居世界前列。模具的型芯型腔與導柱導套的匹配如果出現(xiàn)偏差，可以通過三坐標測量機找出偏差值以便糾正。在模具的型芯型腔輪廓加工成型后，很多鑲件和局部的曲面要通過電極在電脈沖上加工成形，從而電極加工的質(zhì)量和非標準的曲面質(zhì)量成為模具質(zhì)量的關(guān)鍵。因此，用三坐標測量機測量電極的形狀必不可少。
三坐標測量機可以應用3D數(shù)模的輸入，將成品模具與數(shù)模上的定位、尺寸、相關(guān)的形位公差、曲線、曲面進行測量比較，輸出圖形化報告，直觀清晰的反映模具質(zhì)量，從而形成完整的模具成品檢測報告。在某些模具使用了一段時間出現(xiàn)磨損要進行修正，但又無原始設(shè)計數(shù)據(jù)（即數(shù)模）的情況下，可以用截面法采集點云，用規(guī)定格式輸出，探針半徑補償后造型，從而達到完好如初的修復效果。當一些曲面輪廓既非圓弧，又非拋物線，而是一些不規(guī)則的曲面時，可用油泥或石膏手工做出曲面作為底胚。然后用三坐標測量機測出各個截面上的截線、特征線和分型線，用規(guī)定格式輸出，探針半徑補償后造型，在造型過程中圓滑曲線，從而設(shè)計制造出全新的模具。
正確使用三坐標測量機對其使用壽命、精度起到關(guān)鍵作用，應注意以下幾點。
（1）工件吊裝前，要將探針退回坐標原點，為吊裝位置預留較大的空間；工件吊裝要平穩(wěn)，不可撞擊三坐標測量機任何構(gòu)件。（2）正確安裝零件，安裝前確保符合零件與測量機的等溫要求。（3）建立正確的坐標系，保證所建的坐標系符合圖紙的要求，才能確保所測數(shù)據(jù)準確。（4）當編好程序自動運行時，要防止探針與工件的干涉，故需注意要增加拐點。（5）對于一些大型較重的模具、檢具，測量結(jié)束后應及時吊下工作臺，以避免工作臺長時間處于承載狀態(tài)。模具理想的數(shù)字化工具1974年美國Brown&Sharpe推出****臺數(shù)控測量機，之后PC-DMIS率先把強大的YDD功能引入測量軟件，從此三坐標測量機就以其高精度高柔性以及優(yōu)異的數(shù)字化能力，成為現(xiàn)代制造業(yè)尤其是模具工業(yè)設(shè)計、開發(fā)、加工制造和質(zhì)量保證的重要手段。我側(cè)重談一下測量機對于模具工業(yè)的兩個重要作用。
**，測量機能夠為模具工業(yè)提供質(zhì)量保證，是模具制造企業(yè)測量和檢測的*好選擇。測量機在處理不同工作方面的靈活性以及自身的高精度，使其成為一個主仲裁者。在為過程控制提供尺寸數(shù)據(jù)的同時，測量機可提供入廠產(chǎn)品檢驗、機床的校驗、客戶質(zhì)量認證、量規(guī)檢驗、加工試驗以及優(yōu)化機床設(shè)置等附加性能。高度柔性的三坐標測量機可以配置在車間環(huán)境，并直接參與到模具加工、裝配、試模、修模的各個階段，提供必要的檢測反饋，減少返工的次數(shù)并縮短模具開發(fā)周期，從而*終降低模具的制造成本并將生產(chǎn)納入控制。
**，測量機具備強大的逆向工程能力，是一個理想的數(shù)字化工具。通過不同類型測頭和不同結(jié)構(gòu)形式測量機的組合，能夠快速、**的獲取工件表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特征，這對于模具的設(shè)計、樣品的復制、損壞模具的修復特別有用。此外，測量機還可以配備接觸式和非接觸式掃描測頭，并利用PC-DMIS測量軟件提供的強大的掃描功能，完成具備自由曲面形狀特征的復雜工件YDD模型的復制。無需經(jīng)過任何轉(zhuǎn)換，可以被各種YDD軟件直接識別和編程，從而大大提高了模具設(shè)計的效率。具體來說，在模具制造企業(yè)中應用測量機完成設(shè)計和檢測任務(wù)時，要密切關(guān)注測量基準的選擇、測頭的標定和選擇、測點數(shù)及測量位置的規(guī)劃、坐標系的建立、環(huán)境的影響、局部幾何特征的影響、CNC控制參數(shù)等多方面的因素。這當中的每一個因素，都足以影響測量結(jié)果的**和效率。海克斯康在中國擁有3000余家客戶操作培訓的長期經(jīng)驗，形成了一整套從初級、中級到**培訓的完整體系，我們對于正確使用測量機的理解如下。
首先，選用適宜的設(shè)備和正確的檢測策略。并且要經(jīng)過必要的論證，從精度、效率和測量手段等方面衡量測量機是否滿足工作目標的需要。其次，測量人員要經(jīng)過必要的培訓，熟悉測量目標并能夠勝任工作的需要。此外，應當對所有的測量設(shè)備和測量過程的技術(shù)指標進行定期評價和總結(jié)。*后，論證測量結(jié)果的一致性。模具工業(yè)必不可少的關(guān)鍵設(shè)備隨著現(xiàn)代制造業(yè)的迅猛發(fā)展，特別是汽車制造業(yè)的發(fā)展，對模具設(shè)計和制造的要求也日益提高，三坐標測量機已成為模具制造中必不可少的關(guān)鍵設(shè)備。
三坐標測量機是精密的數(shù)控檢測設(shè)備，其精度高于一般的數(shù)控機床，被廣泛應用在模具、汽車、航空、航天、機械等制造業(yè)，可對產(chǎn)品的幾何尺寸和形位公差進行**檢測。在美國和歐洲的工業(yè)發(fā)達國家，測量機已經(jīng)非常普及，大約每七臺數(shù)控機床要配備一臺三坐標測量機。三坐標測量機除了具備常規(guī)的幾何尺寸和形位公差檢測功能外，在逆向工程技術(shù)和曲面坐標檢測方面具有特殊的優(yōu)勢，非常適于模具制造業(yè)。逆向工程技術(shù)是根據(jù)已經(jīng)存在的產(chǎn)品模型或樣品，經(jīng)過三坐標測量機對各項幾何尺寸和曲面的測量，反向推出產(chǎn)品設(shè)計數(shù)據(jù)（數(shù)字模型或設(shè)計圖紙）的過程。因此利用逆向工程技術(shù)，就可以根據(jù)客戶提供的樣件很方便地制造出模具或直接加工出產(chǎn)品，這在模具制造、汽車、摩托車等行業(yè)中有廣泛的應用。
三坐標測量機作為數(shù)字化的測量設(shè)備，通過曲線和曲面的測量可獲取工件表面的三維坐標數(shù)據(jù)，再利用逆向工程YDD技術(shù)獲得產(chǎn)品的YDD數(shù)學模型，進而利用YDM系統(tǒng)完成產(chǎn)品的制造。逆向工程技術(shù)用先進的計算機數(shù)字圖形技術(shù)表達復雜的工件形狀，可取代以實物為基礎(chǔ)的傳統(tǒng)的外形傳遞方法，縮短產(chǎn)品的開發(fā)試制周期，降低成本。在模具制造業(yè)，大多數(shù)模具都是按照YDD數(shù)學模型在數(shù)控機床上制造完成的，它與原YDD數(shù)學模型相比，確定其在加工制造中產(chǎn)生的誤差，就需用三坐標測量機進行測量。
在三坐標測量機的軟件系統(tǒng)中可以用圖形方式顯示原YDD數(shù)學模型，再按照可視化方式從圖形上確定被測點，得到被測點的X、Y、Z坐標值及法向矢量，便可生成自動測量程序。三坐標測量機可按法線方向?qū)ぜM行**測量，獲得準確的坐標測量結(jié)果，也可與原YDD數(shù)學模型進行比較并以圖形方式顯示，生成坐標檢測報告（包括文本報告和圖表報告），全過程直觀快捷，而用傳統(tǒng)的檢測方法則無法完成。使用三坐標測量機可減少測量誤差，保證產(chǎn)品的精度和質(zhì)量，滿足設(shè)計與制造的需要，對提高產(chǎn)品的市場競爭力具有重要推動作用，對模具制造業(yè)的技術(shù)進步有很大的促進作用，因此三坐標測量機在模具制造業(yè)中有十分廣闊的應用前景。

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