柳州五菱汽车工业有限公司 广西柳州 545000
摘 要：随着我国经济的发展和科技水平的提高，在工业和制造业的发展已经逐步趋于精细化，从过去的粗制到如今的精制离不开技术手段的进步和相关设备的改良。三坐标测量技术就是为满足日常生产而研制出的一种现代化的技术手段。这种技术结合了光学、机械物理和自动化等众多行业领域的前沿科技，具有显著的优点。在现代工业生产中，尤其是精确测量这一领域具有十分重要的地位。目前，该技术已经广泛的运用到了生产中。本文中，笔者结合自身多年的工作经验对该技术进行了较为详细的技术分析，并对其发展前景做了预测，希望给相关从业人员以参考。
关键词：测量；三坐标测量机；测量支架；汽车制造
前 言
三坐标测量机是一线测量人员在大量的实际测量和获取数据的过程中通过总结相关经验而研制出的一种测量工具。这种测量工具从研发至今已经凭借其优越的性能在相关领域活跃了几十年之久。近年来，科学技术不断发展，相关研究人员对测量方法进行了大量的研究，对三坐标测量机的性能进行了一定的改善。在大型机械制造业和航海业、航天工程等领域内，物体在三维空间内表现出的轮廓以及物件的形位测量试最基础的测量任务之一。
1 三坐标测量机的概述
三坐标测量机目前正被广泛运用于生产之中。其基本原理是将物体放置于一个三坐标测量空间内，获取各点的三维坐标，在进行计算得出各个重要的尺寸数据。其优点主要体现在以下三个方面：①通用性强：三坐标测量机实际上具有多种结构形态，每种结构形态都适用于不同大小和形状的物体测量。因此，该机器的通用性极强。无论是在大型的航空航天零件制造厂，还是在生产小部件的汽车制造厂，三坐标测量机都能适用。②测量精确可靠：三坐标测量机通过对物体在三维空间中关键点的坐标的获取在通过计算来得到物体的相关数据，其精确程度较之传统的测量有明显的提高。；③数据处理自动化，程序设置便捷化：数据的计算都是通过计算机来完成的，十分便捷高效。正是由于这个特性，所以测量机广泛的运用在汽车制造领域内，以实现汽车零部件生产线上的自动检测。
2 汽车制造中应用三坐标测量技术分析
2.1 高精度的评估
在汽车生产的过程中，有一项十分重要的工作，就是对汽车零部件的生产精确度进行评估，这是决定汽车品质的最为关键的技术手段。借助评估的结果，可以对现有的生产过程和流水线进行参数调整。而进行评估的先决条件就是获得精确的数据，三坐标测量技术能够很好的解决这个问题。
2.2 引入 RPS 系统
我们知道，在汽车生产的过程中，各个零部件是分开生产然后再统一组装的。那么零件尺寸的偏差会给最后的组装工作带来麻烦，更重要的是尺寸偏差会影响汽车的性能，埋下安全隐患。因此，各大汽车制造商统一引进了RPS系统来确保精准度。RPS点保证了加工的稳定性。基准点的使用不是针对某一个或多个步骤，而是要在整个生产链中的各个环节都进行全面的应用，其技术参数的确定也要由所有的生产部门和厂商技术人员共同完成。整体上说，它是一个由多方面的技术人员共同参与确定的且在整个汽车生产环节中都会统一使用的技术参数。目前世界上几乎所有的汽车品牌在生产的过程中都会使用这种系统，因此他具有十分广阔的应用前景。
2.3 使用测量支架
测量支架的使用可以大大降低测量时的难度，测量支架的作用是对待测物体进行固定，将其空间位置固定在一个测定的有效范围之内。测量支架与普通的支架有很大的不同，它能确保所有的工件都按照统一的参考点来进行定位。在实际的生产过程中，由于有些零件的几何形状比较复杂，所以有时需要对同一个零件设置多个RPS点。例如，在车门的生产过程中，车门的RPS点往往会设计在门外板上，同时用三个面来确定Y方向，两个孔则可以确定Z方向，X方向也会被约束在一定的空间范围内。以此多点进行定位，有助于进一步提高其测量的准确性。
测量支架处理对待测物体进行定位之外，还有一个重要的功能就是快速对测量机进行定位。测量支架的位置是通过测量机上的平板来进行定位的，并迅速完成坐标系定 位工作，这一性能大大的提高了测量的效率。测量支架的价格十分昂贵，因为其生产原材料是一种特殊的铝合金，这种合金的性能优良，密度小，受热或受冷时的体积变化小。除此之外，为了使测量支架易于组装和拆卸，其柔韧性也是十分重要的。近年来，随着测量机的不断革新和改良，测量支架的生产工艺也得到了明显的提升。
3 三坐标测量技术未来发展趋势
3.1 采用新技术和新材料
近年来，我国加大了在新材料方面的研究投入，越来越多的新材料相继问世。虽然这些材料还没有大量的生产，但是可以预见的是性能优良的新材料会首先使用在三坐标测量机这样的具有十分重要的地位的且应用广泛的器材上。三坐标测量技术的实现归根结底还是要依靠仪器来实现，而仪器的精准度与铸造仪器的材料有十分密切的关系。传统的材料存在着较多的问题，例如目前的仪器主材料是大理石或铁，这些材料质量较大，存在损耗和生锈的现象。而近几年才开始利用钛合金打造测量仪，钛合金的使用使得测量仪的寿命和稳定性得到了质的飞越，同时由于其密度小所以便于组装、运输。可以预见，在为了还会有大量的先进材料运用到其中，使得测量仪朝着更稳定、更便捷的方向发展。
3.2 效率和准确度进一步提高
从目前的实际情况来看，在我国生产汽车 的众多厂商中，最快的生产线每天生产是汽车总量在一千台以上，随着人口的进一步增加和人民经济水平的提升，未来汽车生产线的生产速度一定会更快。那么，三坐标测量技术就必须要不断的加以改进以满足生产要求。目前，该技术相对于汽车生产技术而言是显得有些滞后 的，前者的最高精度只达到了微米级，而后者则是纳米级。因此，在未来该技术在精确度方面还有待提高。
3.3发展探测技术，完善测量机配置
探测技术的发展将会是测量技术的一次重大的突破。在生产中，需要测量很多“凹型”的物体，在对这些零件进行测量时就需要依靠探测技术。可以说，只要探测端可以伸到零件内部，那么测量工作就能得到解决。因此，有必要着重发展探测技术。测头的形式有两种，一种是接触式，一种是非接触式，其中非接触式的作用更加突出。它具有很多优点：（1）可以支持高速测量；（2）不用于零部件接触，不会产生测量力；（3）具有更大的量程。因此，在发展探测技术时，非接触式测头的发展是一个重要的方向，值得广大科研人员进行研究。
3.4发展软件技术，发展智能测量机
前面已经提到，测量机是准确采集待测零件的关键点的三维坐标来实现测量技术的。实际上，空间坐标在被采集之后的相关计算任务则是通过计算机来自动实现的。要实现快速的高精度计算依赖的是软件系统。主要的软件是 CAM 软件，可以说测量仪的工作在很大程度上是由软件系统支持的。测量软件的功能包含但不局限于坐标系变换、确定测端中心位置和数据处理，实际上在很多的技术领域软件系统都发挥着重要的作用。因此，大力发展软件技术是很有必要的。
从另外一个较大来看，测量机的使用便捷程度取决于软件系统的自动化程度是否足够和智能程度是否足够。值得庆幸的是，目前操作系统和软件开发技术都有了长足的进步，同时人工只能行业也在飞速发展中，这为测量仪软件系统的发展打下了坚实的技术基础。目前，各种高级编程语言已经可以直接用于测量软件系统的编程开发。除此之外，如果给软件系统加以自学能力，也能给测量仪的使用降低难度，提高其普及面。
结 语
综上所述，三坐标测量技术已经成为汽车制造业以及其他相关行业的最重要的基础技术之一，其普及面之广，作用之大是有目共睹的。该技术随着汽车制造业的发展势必会有更深层次的进步。可以预见，该技术在未来的相关产业中将会发挥出更加重要的作用。
参考文献
[1]陆晓黎.基于三坐标测量技术的汽车尺寸匹配质量控制[J].内燃机与配件,2017(11):78-79.
[2]刘慧,张宇,何瑞光.光笔三坐标测量技术在汽车生产中的应用[J].现代零部件,2015(04):80-82.
[3]朱婉玲.三坐标测量在轿车标准车头评价验收中的应用[J].北京汽车,2018(03):36-38.
[4]胡建峰. 汽车车身三坐标测量与数据处理的研究[D].湖南大学,2016.
作者简介：李超（1987-），男，汉族，助理工程师，大学本科，主要从事质量监测工作。
梁贵任（1974-），男，壮族，高级技师，大学本科，主要从事工艺工装检具工作。
论文作者:李超, 梁贵任
论文发表刊物:《科学与技术》2019年第07期
论文发表时间:2019/9/3
标签：测量论文; 技术论文; 三坐标论文; 测量仪论文; 支架论文; 汽车论文; 测量机论文; 《科学与技术》2019年第07期论文;