上海汽车股份有限公司乘用车分公司  吴光宇

由于机加工生产企业对于提高加工效率和降低加工成本的不断追求,最重要的是如何通过提升产品的质量降低由于加工偏差而造成的废品工件损失率来增加企业的效益,因此作为机加工车间质量管理的重要在线检测手段,在线三坐标能够通过实时在线检测工件并将检测结果及时反馈回加工生产线,而倍受机加工生产企业重视,今天我们就围绕着如何选择搭配生产型三坐标为中心来分析探讨。

如何来选择搭配生产型三坐标

接下来我们来看看如何在提高测量效率的同时又能够通过合适的选择搭配在线三坐标测量设备来降低企业的测量成本,(以下我们会选择海克斯康旗下GLOBAL系列三坐标为例)

GLOBAL系列三坐标机床共有三个型号可供选择分别为Classic SR、Performance、Advantage

Classic SR可供选择的型号有

Performance可供选择的型号有

Advantage可供选择的型号有

从上述对GLOBAL机床的参数数据及型号来看，GLOBAL机床可以满足绝大多数机加工车间工件的测量需求。我们看完了机床的参数数据，接下来我们再来看一下测座及测头系统，在这里我们分别选取最为常用的Renishaw PH10MQ机械分度测座及TP200测头系统和LSP-X5三维扫描测头系统，用这两种系统做个分析及对比

首先我们来介绍一下Renishaw PH10MQ机械分度测座及TP200测头系统，PH10MQ 是由英国Renishaw公司专业设计生产的分度旋转关节，能够固定在测量机的Z轴内部，从而使得Z轴的测量长度达到最大，PH10MQ的A角可以从0°到105°、B角为±180°旋转A、B角均采用7.5°为一分度，通过这样的设计使得PH10MQ可以得到多达720种不同的测量角度组合，最大限度的满足被测工件上不同角度元素的测量工作，并且PH10MQ的定位重复精度只有  0.5µm，再配合Renishaw TP200 6向电子测头，能够保证在使用长探针的情况下依然具备优良的重复性，TP200还能根据工件被测元素的深浅来选择使用标准力吸盘还是重测力吸盘，根据我们以往的经验当探针组合长度在50mm以下时我们可以使用标准力吸盘而当探针的组合长度超过50mm小于100mm时我们可以选用重测力吸盘， 并且TP200测头系统还可以配合Renishaw自动测头更换架来达到同时在一个测头上选择组合6种不同形状的探针组，最大限度的满足不同工件、不同角度的被测元素，在不需要重新校验探针组合的情况下完成测量任务，但是Renishaw仅能提供接触式扫描，由此我们通过上面的介绍可以看出Renishaw测量系统可以给您提供非常高效的测量效率而缺点是只能为您提供接触式扫描。

接下来我们再来介绍下LSP-X5三维扫描测头系统，LSP-X5是采用固定式模拟扫描的测头，专为高速、高精度测量机设计而成。此测头系统的每个轴均由高精度的LVDT（线性可变微分传感器）组成，从而允许携带长达500 mm以及重达500 g的探针和加长杆。其探测模式包括单点触发测量、自定中心和高速扫描，可完成各种复杂的测量任务，包括复杂轮廓和外形的扫描。LSP-X5能够采用各种附件，包括各种探针、加长杆、连接座和关节，从而可完成任何测量任务。更换测头组合能够直接通过具备高度重复性的探针吸盘进行，而不需重新校正，仍保持测量精度。但是LSP-X5的缺点是其探针吸盘在选择探针组合时只能选用固定的角度而不能在测量时随意更换测量角度，这样就造成了当被测工件形状较为复杂时只能针对其单独的工序进行配针，而当对某些其它工件进行测量时就需要重新配针并重新校验探针，这样就浪费了在线检测的测量时间，其优点就是测量精度高、在选用长探针时不会影响到测量精度，并且能够提供接触式连续高精度扫描。

案例分析

我们上海汽车机加工现场三坐标,3台采用了海克斯康GLOBAL系列的Performance三坐标机床1台为Advantage机床，测量系统全部采用Renishaw PH10MQ及TP200，测量精度达到1.5-2.5µm＋3L/1000，探针自动更换架上配置5种不同组合的探针组，并将每台机床的探针组合统一，我们通过5组探针组合可以得到我们所需要的共计51种不同角度不同测尖的标定数据，从而保证每台三坐标都能对我们线上所有加工产品测量全覆盖，这样做的意义在于我们每台设备的程序都可以通用互换，节省了工件测量的等待时间，做到那台设备空闲那台测，并且也保证了当任意一台设备发生故障时都有备用设备及测量程序，保障测量能够顺利完成。

以我们所生产的KV6缸体为例，由于KV6缸体采用V型排列所以在测量时被测元素角度多，形状复杂但是我们通过4组探针的组合就可以一次性完成所有加工元素的测量任务，下面我们通过图片来说明，见图一可以看到我们首先选择了1号库中的3mm×40mm测针在A0B0、 A90B180、A90B0、A90B-90在4种不同角度下完成了缸体6000面、1000面、4000面、3000面上所有孔及平面的测量，

然后选用6号库中的5mm×50mm探针在A90B135、A90B-135，2个角度下对缸体7000面、8000面的深孔及平面测量

接下来由于缸孔平面及曲轴止口槽较窄，大尺寸测头探针无法测量，所以我们选用了2号库中的0.5mm×50mm的探针在A90B0、A90B135、A90B-135三个角度下分别测量。

最后由于缸孔较深以及3000面上一个45度角的螺纹孔需要测量，所以需要用到3号库中5方向探针组的A90B135、A90B-135两个角度来完成测量

以往我们对于如此复杂的工件测量往往需要编制2到3套程序才能完成产品一个工序的测量任务，而我们现在借助于PH10MQ机械分度测座以及自动更换架为我们所带来的灵活多变的探针组合使我们能够快速准确的完成这样一个复杂工件的测量。

总结：随着精加工零件的加工日趋复杂，三坐标也越来越深入到了生产第一线，三坐标也随之细分为计量型和生产型两大类，对于生产一线的三坐标最终要体现出测量速度、精度、成本以及对复杂车间环境的适应性，使之尽可能的取代专用检具，成为机加工的主要检测设备，所以如何选择、搭配一台成本低廉但同时又拥有相对较高的检测准确性、测量效率是我们现在及今后不断需要研究探讨的。