宣衡艷

（萬向集團(tuán)技術(shù)中心，杭州311215）

汽車發(fā)動機(jī)質(zhì)量控制中三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用分析

宣衡艷

（萬向集團(tuán)技術(shù)中心，杭州311215）

汽車零部件的制造與裝配的精度要求極高，需要對應(yīng)的精密檢測儀器來對其進(jìn)行質(zhì)量控制。三坐標(biāo)測量機(jī)作為一種先進(jìn)的測量性儀器，其對精度具有極強的保證，已經(jīng)成為現(xiàn)代企業(yè)質(zhì)量控制水平的明顯標(biāo)志。

汽車發(fā)動機(jī)三坐標(biāo)測量機(jī)質(zhì)量控制

近年來，隨著人們對于汽車質(zhì)量與性能的要求不斷提高，汽車生產(chǎn)者不斷更新自身的制作技術(shù)與測量技術(shù)，希望能夠達(dá)到高精度的汽車配置，從而有效地提高其性能。目前，國內(nèi)在汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)中，汽車生產(chǎn)廠家為了滿足國際汽車行業(yè)的供應(yīng)需求，都根據(jù)對應(yīng)的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)去購進(jìn)高測量精度的三坐標(biāo)測量機(jī)，使得汽車生產(chǎn)與配置的整個過程，都能夠受對應(yīng)的質(zhì)量控制。本文針對三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行介紹，并就其運作原理與具體在汽車發(fā)動機(jī)生產(chǎn)中的運用方式進(jìn)行論述，希望能夠有效引導(dǎo)并提高我國汽車制造對該儀器的使用質(zhì)量。

1　三坐標(biāo)測量機(jī)的概述

三坐標(biāo)測量機(jī)是當(dāng)前十分重要的大型精密智能化儀器之一。它集合電子、光學(xué)、機(jī)械、數(shù)控和計算機(jī)等多種較為先進(jìn)的技術(shù)，可以說是一臺具有一定先進(jìn)性的測量儀器。目前來說，三坐標(biāo)測量機(jī)技術(shù)水平的高低，已經(jīng)成為衡量現(xiàn)代測量技術(shù)和制造技術(shù)水平高低的一個重要標(biāo)志。因此，三坐標(biāo)測量機(jī)的測量原理與測量技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)成為國內(nèi)外眾多學(xué)者的研究熱點。其主要的工作步驟：第一，將各種幾何元素的測量轉(zhuǎn)化為點坐標(biāo)位置的測量，獲得對應(yīng)的數(shù)據(jù)；第二，將其獲得的數(shù)據(jù)通過對應(yīng)的傳輸機(jī)制，發(fā)送到對應(yīng)的軟件系統(tǒng)，由軟件按一定的評定準(zhǔn)則進(jìn)行計算，得出被測對象幾何元素的尺寸、形狀、相對位置數(shù)據(jù)；第三，確定這些測量的數(shù)據(jù)與對比的結(jié)果后，比較測量對象的規(guī)定性標(biāo)準(zhǔn)，看其是否符合質(zhì)量要求。該種工作原理能夠保證其通用性與柔性。從原理上說，三坐標(biāo)測量機(jī)可以實現(xiàn)任何工件的幾何元素參數(shù)測量。在精度檢驗中，三坐標(biāo)測量機(jī)可以完成直線度、平面度、圓度等14類誤差測量。這也就類似于將物品置于一個三維空間，而三維空間利用某種儀器來對其各個方面的數(shù)據(jù)進(jìn)行測量，在測量后再根據(jù)特定的公式進(jìn)行計算，并且做出對比。

2　汽車發(fā)動機(jī)質(zhì)量控制的必要性

（1）汽車使用范圍擴(kuò)大。近年來，汽車已經(jīng)成為一種主要的交通代步工具，人們對其使用的頻率不斷提高。不少生產(chǎn)者看中其潛在價值，從而紛紛進(jìn)行汽車生產(chǎn)。大量非專業(yè)企業(yè)的涌入，使得當(dāng)前的汽車市場具有一定的瑕疵。目前，中國的汽車工業(yè)正在高速發(fā)展。2005年到如今，中國已經(jīng)成為最大的汽車消費市場。然而，非專業(yè)企業(yè)的引入，使得汽車質(zhì)量的控制存在一定的難度。我國為了保證汽車的質(zhì)量，保障人們的生產(chǎn)與生活安全，不斷出臺規(guī)范進(jìn)行制約。這就要求汽車企業(yè)在產(chǎn)品設(shè)計與生產(chǎn)過程中，要對其質(zhì)量進(jìn)行嚴(yán)格的控制。

（2）發(fā)動機(jī)本身具有的重要地位。汽車發(fā)動機(jī)作為汽車的心臟，是汽車行走的基本動力，體現(xiàn)了汽車的動力性、經(jīng)濟(jì)性、環(huán)保性。簡單來說，發(fā)動機(jī)就是汽車的能量創(chuàng)造組成。如果發(fā)動機(jī)生產(chǎn)的過程中，由于檢測問題導(dǎo)致其中的一些數(shù)據(jù)準(zhǔn)確性存在質(zhì)疑，就可能會導(dǎo)致在生產(chǎn)中其質(zhì)量存在問題。而質(zhì)量控制的本質(zhì)含義是為了使產(chǎn)品達(dá)到對應(yīng)的質(zhì)量目標(biāo)所采取的作業(yè)技術(shù)和活動。對于發(fā)動機(jī)質(zhì)量控制，主要是對其工藝過程和檢測方式兩個方面進(jìn)行控制，能減少發(fā)動機(jī)制造的不合格，保證汽車的運行。

3　汽車發(fā)動機(jī)質(zhì)量控制中三坐標(biāo)測量機(jī)的運用

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，三坐標(biāo)測量機(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)成為一種常見的萬能檢測工具。三坐標(biāo)測量機(jī)作為一種通用性強、自動化程度高、高精度測量系統(tǒng)，在各個先進(jìn)制造行業(yè)中都具有廣泛的應(yīng)用。在對汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)行測量時，主要表現(xiàn)如下。

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

（2）平面測量。平面是測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)系建立對應(yīng)的空間定向。檢測中，需要先利用探針的方向來確定其是否與平面方向一致，然后建立對應(yīng)的平面坐標(biāo)。最后，根據(jù)建立的坐標(biāo)對其進(jìn)行測量。

（3）其他幾何元素的測量。發(fā)動機(jī)的結(jié)構(gòu)相對復(fù)雜，其不但是平面或者固定的形狀，也是點、線、圓柱等幾何體的組成。三坐標(biāo)測量機(jī)會通過測量的探測點來對其元素進(jìn)行確定。然而，測量點數(shù)需要與數(shù)學(xué)概念中的理論點數(shù)一致。在測量中，所得到的對應(yīng)點越多，其測量的精密性也就越強，也就越接近測量元素的實際形狀。

（4）對元素誤差的測量。形狀以及位置的誤差簡稱形位誤差。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。誤差即測量對象與其理想數(shù)據(jù)具有的一定的變動量。在實際測量中，利用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行形位誤差測量時，需要根據(jù)對應(yīng)的軟件設(shè)置來測量已經(jīng)規(guī)范化的模型。然后，在測量過程中，需要注意：第一，將所有的基準(zhǔn)以及被測量元素都轉(zhuǎn)化為對應(yīng)的坐標(biāo)，并將測量對象放置于坐標(biāo)系上；第二，測量過程中所采集到的幾何元素，都需要由對應(yīng)的測量軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；第三，測量中分析出來的數(shù)據(jù)，可以根據(jù)對應(yīng)的評判標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行誤差估計。

（5）幾何要素之間的關(guān)系測量。在對汽車發(fā)動機(jī)進(jìn)行測量時，需要進(jìn)行兩方面的工作：第一，對各個基本元素進(jìn)行探測。在對基本幾何要素進(jìn)行探測時，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)行對比處理，看是否與標(biāo)準(zhǔn)一致。第二，要對測量的基本幾何要素在一定坐標(biāo)系下的相互關(guān)系進(jìn)行運算。這個運算主要是對發(fā)動機(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。這些運算以及關(guān)系主要可以分為距離、角度、相交、對稱。三坐標(biāo)測量機(jī)主要需要確定的就是其整體是否達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)，如果沒有達(dá)到，可以及時分析出不足，并在實際生產(chǎn)中進(jìn)行修改。

4　結(jié)束語

三坐標(biāo)測量機(jī)能夠極大地滿足汽車生產(chǎn)中的高精密度，對于其質(zhì)量的控制與性能的提高具有十分重要的作用。目前，我國大量的汽車生產(chǎn)企業(yè)都引入了該種儀器，以保證汽車生產(chǎn)精度。相信未來三坐標(biāo)測量機(jī)將會應(yīng)用到越來越多的加工系統(tǒng)，成為產(chǎn)品高質(zhì)量加工的組成部分。三坐標(biāo)測量機(jī)具有強大的統(tǒng)計功能，其質(zhì)量控制效果很好，在汽車生產(chǎn)中的應(yīng)用不僅能夠提高汽車生產(chǎn)質(zhì)量，也能夠預(yù)防不合格產(chǎn)品的生產(chǎn)，從而減少浪費，同時不斷優(yōu)化與改進(jìn)加工過程，提高效率。

［1］陳麗.三坐標(biāo)測量機(jī)在汽車發(fā)動機(jī)質(zhì)量控制中的應(yīng)用研究［D］.長春：吉林大學(xué)，2008.

［2］沈平.發(fā)動機(jī)生產(chǎn)線中三坐標(biāo)測量技術(shù)應(yīng)用研究［D］.上海：上海交通大學(xué)，2014.

［3］袁茂興.基于PC-DMIS的三坐標(biāo)測量機(jī)在發(fā)動機(jī)質(zhì)檢中的應(yīng)用研究［D］.青島：青島科技大學(xué)，2013.

［4］解希娟.三坐標(biāo)測量機(jī)在汽車檢測生產(chǎn)線的應(yīng)用［D］.天津：天津大學(xué)，2004.

［5］李洪全.三坐標(biāo)測量技術(shù)在汽車制造業(yè)的應(yīng)用［D］.天津：天津大學(xué)，2004.

［6］李鑫，姚建省，牛書鑫，等.基于三坐標(biāo)的陶瓷型芯型面的測量方法與應(yīng)用 ［A］//2015航空試驗測試技術(shù)學(xué)術(shù)交流會論文集［C］.2015：3.

［7］張富榮.車身制造階段尺寸質(zhì)量控制體系的研究及應(yīng)用［D］.長沙：湖南大學(xué)，2010.

Application Analysis of Three Coordinate Measuring Machine in Quality Control of Automobile Engine

XUAN Hengyan
（Universal Group Technology Center，Hangzhou 311215）

With the development of China's auto industry，the competitionisalsofierce，needtoensurequality，improvethe performance.To make the quality and performance of the car to become a hard indicator of competition，it is necessary to achieve the corresponding technical indicators，that is，the need to have high precision，highquality，advanceddesignoftheengineand transmission，etc..These parts of the automobile manufacturing and assembly of high precision，need to correspond to the precision testing instruments to carry out quality control.Three coordinate measuring machine is a kind of advanced measuring instrument，its precision is very strong，and it has become the mark of the quality control level of the modern enterprise.

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