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| | | 三坐標測量機在模具生產中的應用 | | | 三坐標測量機在模具生產中的應用 |
| | 2006-9-14 0:00:00 來自：廣州精密儀器網 | 三坐標測量機以其高精度高柔性以及優異的數字化能力，成為現代制造業尤其是模具工業設計、開發、加工制造和質量保證的重要手段。
模具質量保證的有效工具
三坐標測量機在模具行業中的應用相當廣泛，它是一種設計開發、檢測、統計分析的現代化的智能工具，更是模具產品無與倫比的質量技術保障的有效工具。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Metris LK的測量機在兩項技術上位居世界前列。 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，從而電極加工的質量和非標準的曲面質量成為模具質量的關鍵。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數模的輸入，將成品模具與數模上的定位、尺寸、相關的形位公差、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磨損要進行修正，但又無原始設計數據（即數模）的情況下，可以用截面法采集點云，用規定格式輸出，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，不可撞擊三坐標測量機任何構件。 （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，才能確保所測數據準確。 （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。 模具理想的數字化工具 1974年美國Brown&Sharpe推出全球第一臺數控測量機，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異的數字化能力，成為現代制造業尤其是模具工業設計、開發、加工制造和質量保證的重要手段。我側重談一下測量機對于模具工業的兩個重要作用。
第一， 測量機能夠為模具工業提供質量保證，是模具制造企業測量和檢測的最好選擇。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據的同時，測量機可提供入廠產品檢驗、機床的校驗、客戶質量認證、量規檢驗、加工試驗以及優化機床設置等附加性能。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，減少返工的次數并縮短模具開發周期，從而最終降低模具的制造成本并將生產納入控制。
第二， 測量機具備強大的逆向工程能力，是一個理想的數字化工具。通過不同類型測頭和不同結構形式測量機的組合，能夠快速、精確的獲取工件表面的三維數據和幾何特征，這對于模具的設計、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。無需經過任何轉換，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計的效率。 具體來說，在模具制造企業中應用測量機完成設計和檢測任務時，要密切關注測量基準的選擇、測頭的標定和選擇、測點數及測量位置的規劃、坐標系的建立、環境的影響、局部幾何特征的影響、CNC控制參數等多方面的因素。這當中的每一個因素，都足以影響測量結果的精確和效率。海克斯康在中國擁有3000余家客戶操作培訓的長期經驗，形成了一整套從初級、中級到高級培訓的完整體系，我們對于正確使用測量機的理解如下。
首先，選用適宜的設備和正確的檢測策略。并且要經過必要的論證，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備和測量過程的技術指標進行定期評價和總結。 最后，論證測量結果的一致性。 模具工業必不可少的關鍵設備 隨著現代制造業的迅猛發展，特別是汽車制造業的發展，對模具設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鍵設備。
三坐標測量機是精密的數控檢測設備，其精度高于一般的數控機床，被廣泛應用在模具、汽車、航空、航天、機械等制造業，可對產品的幾何尺寸和形位公差進行精確檢測。在美國和歐洲的工業發達國家，測量機已經非常普及，大約每七臺數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的幾何尺寸和形位公差檢測功能外，在逆向工程技術和曲面坐標檢測方面具有特殊的優勢，非常適于模具制造業。逆向工程技術是根據已經存在的產品模型或樣品，經過三坐標測量機對各項幾何尺寸和曲面的測量，反向推出產品設計數據（數字模型或設計圖紙）的過程。因此利用逆向工程技術，就可以根據客戶提供的樣件很方便地制造出模具或直接加工出產品，這在模具制造、汽車、摩托車等行業中有廣泛的應用。
三坐標測量機作為數字化的測量設備，通過曲線和曲面的測量可獲取工件表面的三維坐標數據，再利用逆向工程YDD技術獲得產品的YDD數學模型，進而利用YDM系統完成產品的制造。逆向工程技術用先進的計算機數字圖形技術表達復雜的工件形狀，可取代以實物為基礎的傳統的外形傳遞方法，縮短產品的開發試制周期，降低成本。 在模具制造業，大多數模具都是按照YDD數學模型在數控機床上制造完成的，它與原YDD數學模型相比，確定其在加工制造中產生的誤差，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中可以用圖形方式顯示原YDD數學模型，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對工件進行精確測量，獲得準確的坐標測量結果，也可與原YDD數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，保證產品的精度和質量，滿足設計與制造的需要，對提高產品的市場競爭力具有重要推動作用，對模具制造業的技術進步有很大的促進作用，因此三坐標測量機在模具制造業中有十分廣闊的應用前景。
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