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格按照圖紙或設計要求，三坐標測量機通過采集工件的幾何數(shù)據(jù)來確定相應的位置、形狀、尺寸、特征位置以及相關配合尺寸的情況。因此，能夠反應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質量控制方面發(fā)揮著重要作用。

與箱體類工件相對應的是復雜幾何形狀工件，這類工件主要由具有明確數(shù)學定義的復雜曲線曲面構成，例如各種類型的齒輪，齒輪加工刀具，凸輪軸，配對螺旋壓縮機轉子部件，蝸桿蝸輪以及步進齒輪等等。對于復雜幾何形狀工件，有許多特定的測量技術，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，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。測量機專用的應用軟件模塊，通過精確的軟件算法，能夠完成對各種復雜形狀的評價和分析。

由于CAD技術的廣泛應用和五軸數(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、自由曲面形狀的復雜工件的加工難題被克服，并伴以大量的設計、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)掃描是對形狀已經預知的工件而展開的，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“設計品”的結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，尤其是在對于復雜輪廓形狀，如模具、和一些具有比較復雜、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)預先的掃描策略自動產生完整的工件檢測程序，掃描路徑優(yōu)化并避免障礙。產生數(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量。

水平臂測量機、檢測機器人和特殊設計的橋式測量機代表了最為經濟有效的對于這種大批量、高負載、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。