如何根據(jù)被測工件的不同形狀選擇合適的測量系統(tǒng)

我們知道，大凡現(xiàn)代制造業(yè)需要檢測的工件，一般分為以上三類：箱體類、復(fù)雜幾何形狀類和自由曲面類。

所謂箱體類工件就是指那些由基本幾何元素（點、線、面、圓、圓柱、圓錐、球）組成的幾何工件，包括齒輪箱工件，發(fā)動機箱體，機床加工部件或者是由簡單的自由形狀曲面組成的沖壓模、鑄模、玻殼工件等等，在完成這類工件檢測時，要求工件的幾何尺寸能夠嚴(yán)格按照圖紙或設(shè)計要求，三坐標(biāo)測量機通過采集工件的幾何數(shù)據(jù)來確定相應(yīng)的位置、形狀、尺寸、特征位置以及相關(guān)配合尺寸的情況。因此，能夠反應(yīng)不同的幾何尺寸和形狀以及他們之間的相互配合，就要求測量機能夠具有良好的靈活性、精度、速度并便于使用。坐標(biāo)測量機的一個重要特性就在于它可以測量各種形狀、尺寸的工件，可靠性好，速度快，因此在尺寸驗證和生產(chǎn)質(zhì)量控制方面發(fā)揮著重要作用。

與箱體類工件相對應(yīng)的是復(fù)雜幾何形狀工件，這類工件主要由具有明確數(shù)學(xué)定義的復(fù)雜曲線曲面構(gòu)成，例如各種類型的齒輪，齒輪加工刀具，凸輪軸，配對螺旋壓縮機轉(zhuǎn)子部件，蝸桿蝸輪以及步進齒輪等等。對于復(fù)雜幾何形狀工件，有許多特定的測量技術(shù)，如掃描測量機、多測頭掃描測量機等。利用高精度的掃描技術(shù)，這些系統(tǒng)可檢測工件的外形和輪廓，與原始的CAD模型進行比較和最優(yōu)化以確定偏差。測量機專用的應(yīng)用軟件模塊，通過精確的軟件算法，能夠完成對各種復(fù)雜形狀的評價和分析。

由于CAD技術(shù)的廣泛應(yīng)用和五軸數(shù)控銑床的出現(xiàn)，尤其是汽車工業(yè)、模具工業(yè)的迅猛發(fā)展，輪廓形的、自由曲面形狀的復(fù)雜工件的加工難題被克服，并伴以大量的設(shè)計、引用。這出現(xiàn)在各類沖模、模具、壓鑄件、塑料模具、以及一些家電：如電話、計算機鍵盤；或者是一些大型的自由曲面：如汽車車身、飛機的構(gòu)件以及船體等等。

與測量箱體類工件所不同的是，箱體類工件只需采集有限的能夠定義起規(guī)則形狀的點，就可以準(zhǔn)確判斷箱體類工件特征之間的形狀、尺寸和位置；而自由曲面卻需要采集大量表面點的數(shù)據(jù)以確定其形狀。在測量自由曲面的情況下，掃描可稱為是一種快速測量大量點并同時精確定義尺寸、形狀和位置的好方法。

配備模擬掃描測頭的測量機，能夠進行連續(xù)掃描測量，并且不間斷地將大量測量數(shù)據(jù)反饋到計算機進行處理。掃描一般分為兩種模式：開環(huán)和閉環(huán)。開環(huán)掃描是對形狀已經(jīng)預(yù)知的工件而展開的，在這種情況下，測頭能夠始終接觸工件，并沿著預(yù)定的路徑進行測量，控制軟件同時計算出大量采集點的數(shù)據(jù)與理論數(shù)據(jù)的偏差。“在制品”與“設(shè)計品”的結(jié)果比較可以各種圖形格式進行便于理解的顯示。開環(huán)掃描的特點是速度快。閉環(huán)掃描是一種高精度的技術(shù)，尤其是在對于復(fù)雜輪廓形狀，如模具、和一些具有比較復(fù)雜、小特征以及三維自由曲面工件的數(shù)字化時非常有用。一些特定的掃描測量軟件，能夠允許客戶在計算機屏幕上選定計劃掃描的區(qū)域，并可根據(jù)預(yù)先的掃描策略自動產(chǎn)生完整的工件檢測程序，掃描路徑優(yōu)化并避免障礙。產(chǎn)生數(shù)字化點云不僅能夠下載到CAD/CAM工作站與名義值進行比較，還可以還可以通過測量機軟件的強大CAD功能進行比較和分析。

鈑金件是目前越來越多的一類被測工件，這主要使用在車身的制造。我們知道，汽車車身的構(gòu)成是一個多級分類系統(tǒng)：首先由鈑金件連接成為分總成，分總成然后又成為下一步裝配的部件。最終的車身質(zhì)量，將是由這每一級裝配過程而累積的。通過測量機進行車身各裝配階段的質(zhì)量控制，我們可以判斷出出現(xiàn)超差的原因。測量機可以被安裝在車身裝配的各個環(huán)節(jié)，從而能夠系統(tǒng)地發(fā)現(xiàn)并糾正偏差，從而提高了過程控制的質(zhì)量。

水平臂測量機、檢測機器人和特殊設(shè)計的橋式測量機代表了最為經(jīng)濟有效的對于這種大批量、高負(fù)載、薄壁件工件的解決方案，包括各種鈑金件、分總成、塑料件和玻璃件。這些測量系統(tǒng)，具有便于整合、高效率、靈活性強、精度高、具有可擴展模塊、高可靠性和高承載能力，從而能夠適應(yīng)自動化柔性制造流程。

功能強大的專用軟件使得這種測量系統(tǒng)能夠解決鈑金件特征工件的測量應(yīng)用。包括了特定的鈑金件測量程序，能夠自動測量薄壁件，快速顯示被測特征，從而可以進行實時的檢測和判斷。