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        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法及應(yīng)用

        2017-01-20 12:15:14姜國(guó)明侯云峰
        中國(guó)設(shè)備工程 2017年10期
        關(guān)鍵詞:光柵尺測(cè)量機(jī)航空工業(yè)

        姜國(guó)明,侯云峰

        (北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所,北京 100076)

        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法及應(yīng)用

        姜國(guó)明,侯云峰

        (北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所,北京 100076)

        本文首先介紹了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的基本原理與分類(lèi),從用機(jī)前、用機(jī)時(shí)和用機(jī)后分別敘述了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在使用過(guò)程中的維護(hù)保養(yǎng)方法,總結(jié)了目前三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在各個(gè)行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀,可以為相關(guān)工作人員提供參考。

        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī);維護(hù);保養(yǎng);精密測(cè)量

        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是目前工業(yè)、制造業(yè)等各大領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的高精度測(cè)量?jī)x器之一,也是精密測(cè)繪工作人員的必備工具之一。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)測(cè)量精度和故障率要求較高,而測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度和故障率容易受到外部環(huán)境和零部件健康程度的影響,因此需要工作人員及時(shí)的進(jìn)行測(cè)量機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng),如果工作人員操作不當(dāng),則容易加劇零部件的損害程度,降低測(cè)量機(jī)的使用壽命,因此設(shè)計(jì)并選擇合理的維護(hù)保養(yǎng)方法具有重要的研究意義。

        1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)概述

        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種能夠測(cè)量物體的幾何形狀、長(zhǎng)度及圓周分度等參數(shù)的高精度測(cè)量?jī)x器,它的測(cè)量結(jié)果是在一個(gè)六面體的空間中呈現(xiàn),這種特點(diǎn)使其可以用于劃線、定中心孔和光刻集成線路等操作中。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)具有以下特點(diǎn):可以快速準(zhǔn)確的對(duì)物體的尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行評(píng)估而且測(cè)量效率與精度較高;與其他測(cè)量器相比,可以把難度較大的測(cè)量任務(wù)所需要的時(shí)間從原來(lái)的數(shù)小時(shí)減少到幾分鐘之內(nèi)完成,效率極高;同時(shí)、能與柔性制造系統(tǒng)相連接這也使得三坐標(biāo)測(cè)量床的適用范圍較廣。三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)有多種結(jié)構(gòu)形式,可分為活動(dòng)橋式、固定橋式、高架橋式、水平臂式和關(guān)節(jié)臂式這五種結(jié)構(gòu),不同結(jié)構(gòu)的測(cè)量機(jī)有著不同的特點(diǎn),因此被應(yīng)用于不同領(lǐng)域。

        2 三維測(cè)量機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法

        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是非常精密的測(cè)量?jī)x器,其操作規(guī)程、維護(hù)保養(yǎng)過(guò)程較為復(fù)雜,需要操作人員有足夠的耐心在用機(jī)前、用機(jī)時(shí)和用機(jī)后三個(gè)環(huán)節(jié)中均按照標(biāo)準(zhǔn)要求對(duì)測(cè)量機(jī)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng),才能保證測(cè)量機(jī)能夠正常工作。

        2.1 開(kāi)機(jī)前的維護(hù)保養(yǎng)方法

        在使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)之前,需要檢查外界環(huán)境與電源的情況,做好三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的導(dǎo)軌、光柵尺和氣浮軸承、過(guò)濾器等零部件的清潔保養(yǎng),主要包括以下幾點(diǎn)。(1)外界環(huán)境:三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)需要在特定的溫度和濕度環(huán)境中才能正常工作,其中溫度需控制在20±2℃,濕度需控制在35%~70%。(2)導(dǎo)軌:導(dǎo)軌是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的重要零部件,導(dǎo)軌的清潔度間接的影響了測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度,因此在使用前,首先需要使用特定的擦拭工具與清洗液擦拭導(dǎo)軌,使其在使用時(shí)保持清潔和干燥即可,防止導(dǎo)軌表面存在雜質(zhì)劃傷測(cè)量機(jī)其他零部件,但不能為了保護(hù)導(dǎo)軌或其他零部件而在導(dǎo)軌表面涂擦任何類(lèi)型的機(jī)械設(shè)備用油。(3)光柵尺:光柵尺是否受損直接影響測(cè)量機(jī)讀數(shù)的精度,由于Z軸光柵尺一般直接暴露在空氣中,所以要格外注意Z軸光柵尺的清潔和保養(yǎng),清潔過(guò)程中應(yīng)該使用浸過(guò)干凈航空汽油的絲綢布進(jìn)行擦拭,清潔完后需要保證其干燥。(4)氣浮軸承:由于氣浮軸承和氣浮導(dǎo)軌容易被氣源中的雜質(zhì)劃傷,因此在使用測(cè)量機(jī)之前,必須使用特定的方法檢測(cè)氣源的純度,并使用過(guò)濾裝置去除其中的雜質(zhì),同時(shí)還需要檢查空氣壓縮機(jī)、儲(chǔ)氣罐和油水分離器的清潔程度,并使用特定的工具清洗上述零部件,保證其不會(huì)引入雜質(zhì),影響氣源的純度。(5)過(guò)濾器:在使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)之前,要檢查過(guò)濾器的清潔度,若發(fā)現(xiàn)濾芯顏色發(fā)生了變化,就要用中性洗滌劑清洗過(guò)濾器,再用干凈的空氣將濾芯吹干,重新組裝后,需要調(diào)節(jié)其工作壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求為止。(6)電控系統(tǒng):電控系統(tǒng)是三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的控制部分,由電子元器件組成,所以魯棒性較好,但在開(kāi)機(jī)前仍需要注意接口、插片的松緊程度。(7)電源:開(kāi)機(jī)前需要檢查電源穩(wěn)定情況,如果是穩(wěn)壓電源,則需要檢查電源接地是否良好,保證接地電阻小于4Ω。(8)開(kāi)機(jī)前需要給光桿、絲桿、齒條等零部件涂抹少量防銹油。

        2.2 用機(jī)時(shí)的維護(hù)保養(yǎng)方法

        在使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)時(shí),也需要采取相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)措施,按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)操作流程操作儀器,主要包括以下幾點(diǎn)。(1)檢測(cè)被測(cè)零件前,需要清洗被測(cè)零件的毛刺等雜質(zhì),防止這些雜質(zhì)在檢測(cè)后殘留在三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)上,劃傷儀器的零部件,影響測(cè)量機(jī)的測(cè)量精度和使用壽命。(2)測(cè)量并調(diào)整被測(cè)零件表面的溫度,使其符合測(cè)量機(jī)的溫度要求。(3)如果需要測(cè)量大型及重型零件,在操作時(shí)需要輕拿輕放,避免撞擊到測(cè)量機(jī)或者工作臺(tái)而損壞測(cè)量機(jī)零部件。(4)在測(cè)量機(jī)的使用過(guò)程中,被測(cè)零件和測(cè)座之間要保持一定距離,以避免被測(cè)零件撞擊到測(cè)量機(jī)。(5)在測(cè)量機(jī)的使用過(guò)程中,如果測(cè)量機(jī)發(fā)出異常聲音或進(jìn)入應(yīng)急安全狀態(tài),則要立即關(guān)閉電源和總氣源,并聯(lián)系專(zhuān)業(yè)維修人員檢查維修,不能自行拆卸及維修。

        2.3 用機(jī)后的維護(hù)保養(yǎng)方法

        在使用完測(cè)量機(jī)之后,仍需要安裝規(guī)定的步驟檢查并收放好測(cè)量機(jī),以避免對(duì)測(cè)量機(jī)造成損害,主要包括以下幾點(diǎn)。(1)在完成測(cè)量之后,需要將Z軸轉(zhuǎn)動(dòng)到測(cè)量機(jī)的下方,轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)要注意不能碰撞到測(cè)尖。(2)在完成測(cè)量之后,按照使用測(cè)量機(jī)之前的檢查和清潔方法對(duì)測(cè)量機(jī)零部件進(jìn)行檢查和清潔,發(fā)現(xiàn)劃傷或碰傷,則需要及時(shí)聯(lián)系商家更換,避免造成更大損失。(3)在完成測(cè)量之后,關(guān)閉所有的電閘,關(guān)閉測(cè)量機(jī)總氣源。

        3 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用

        經(jīng)過(guò)正確的維護(hù)保養(yǎng),三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠較長(zhǎng)時(shí)間的保持較高的測(cè)量精度、測(cè)量效率和使用壽命,因此被廣泛應(yīng)用于模具行業(yè)、汽車(chē)行業(yè)、航空工業(yè)、半導(dǎo)體部件工業(yè)等各大領(lǐng)域。

        3.1 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在模具行業(yè)中的應(yīng)用

        由于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)兼?zhèn)渚軠y(cè)量和統(tǒng)計(jì)分析等多種功能,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在模具行業(yè)被廣泛應(yīng)用,已成為模具行業(yè)中不可缺少的重要儀器設(shè)備,被用來(lái)測(cè)量模具產(chǎn)品的產(chǎn)品形狀、外形尺寸等各項(xiàng)參數(shù),進(jìn)而驗(yàn)證該模具產(chǎn)品是否達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),因此三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是保證模具產(chǎn)品質(zhì)量的重要工具。另外,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)能夠通過(guò)其逆向工程和數(shù)字化能力快速、準(zhǔn)確的測(cè)量出模具產(chǎn)品表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特征,從而提高模具產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)、樣品復(fù)制和修復(fù)的效率。因此,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在模具行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

        3.2 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在汽車(chē)行業(yè)中的應(yīng)用

        汽車(chē)行業(yè)中也處處可見(jiàn)三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的應(yīng)用,從汽車(chē)的外觀到內(nèi)在的發(fā)動(dòng)機(jī),三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)都有著廣泛的應(yīng)用。例如,使用高架橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)汽車(chē)的車(chē)門(mén)等,使用高精度橋式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)檢測(cè)汽車(chē)發(fā)動(dòng)機(jī)和內(nèi)部零部件。除此以外,在汽車(chē)的玻璃,排氣口的測(cè)量中也逐漸地使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)。相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,汽車(chē)工業(yè)領(lǐng)域?qū)θ鴺?biāo)測(cè)量機(jī)的需求量占據(jù)了三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)整體需求量的60%~80%左右,是目前三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)最為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

        3.3 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在航空工業(yè)中的應(yīng)用

        航空工業(yè)是要求事項(xiàng)或測(cè)量方法非常挑剔的領(lǐng)域之一,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在航空工業(yè)領(lǐng)域中主要用于測(cè)量航空器部件或葉輪、葉片之類(lèi)的航空工業(yè)產(chǎn)品的形狀、尺寸等參數(shù),在蓋測(cè)量過(guò)程中,由于葉輪或葉片之類(lèi)的航空工業(yè)產(chǎn)品形狀特殊,存在不規(guī)則的曲面或曲線,所以普遍適用的測(cè)量程序不再適用,需要針對(duì)性的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)專(zhuān)用的測(cè)量程序,進(jìn)行曲面或曲線的測(cè)量與分析。正是由于航空產(chǎn)品的這種特殊性,航空工業(yè)領(lǐng)域?qū)θ鴺?biāo)測(cè)量機(jī)的需求量也較大。

        3.4 三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在半導(dǎo)體部件工業(yè)中的應(yīng)用

        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在半導(dǎo)體部件工業(yè)中主要用于半導(dǎo)體部件的測(cè)量或部件的檢查(外觀檢查,尺寸檢查)等,由于半導(dǎo)體部件一般情況下體積較小,研制過(guò)程較為精密,因此半導(dǎo)體部件的測(cè)量精度要求要遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域中的測(cè)量精度。另一方面,由于半導(dǎo)體部件的特殊性,半導(dǎo)體部件在測(cè)量時(shí)主要使用非接觸式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),在遇到特殊情況時(shí),可以臨時(shí)使用接觸式測(cè)量機(jī)。

        除此之外,三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)還可以在鑄造、沖床等各種加工產(chǎn)品的尺寸檢查、工序檢查、最終檢查等所有工業(yè)基礎(chǔ)中使用,且根據(jù)用途可以適用多種形態(tài)。在產(chǎn)品開(kāi)發(fā)(新開(kāi)發(fā)、逆向工程)之類(lèi)的業(yè)務(wù)中使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī),可以通過(guò)簡(jiǎn)單的工作,便捷地獲得所需的信息。

        4 結(jié)語(yǔ)

        三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為現(xiàn)代精密測(cè)量技術(shù)中非常重要的一種測(cè)量?jī)x器,在多個(gè)行業(yè)中扮演著重要角色,所以它的維護(hù)和保養(yǎng)顯得異常重要。隨著技術(shù)的更新和進(jìn)步,將會(huì)有越來(lái)越多的維護(hù)保養(yǎng)措施被人們提出,從而推動(dòng)精密測(cè)量技術(shù)的快速發(fā)展。

        [1]陳冬梅.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的日常保養(yǎng)及常見(jiàn)故障的排除[J].金屬加工:冷加工, 2014(9):79-80.

        [2]劉麗偉.淺談三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)[J].科技風(fēng), 2010(10):261.

        [3]康政,劉健,王文超.數(shù)顯式三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)劃線、測(cè)量的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2015,5(14).

        [4]夏明安,魏兵.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)維護(hù)與常見(jiàn)故障排除[J].湖北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào),2003, 18(2):109-110.

        TH721

        A

        1671-0711(2017)05(下)-0143-02

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