三坐標(biāo)測量機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法及應(yīng)用

姜國明，侯云峰

（北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所，北京 100076）

三坐標(biāo)測量機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法及應(yīng)用

姜國明，侯云峰

（北京精密機(jī)電控制設(shè)備研究所，北京 100076）

本文首先介紹了三坐標(biāo)測量機(jī)的基本原理與分類，從用機(jī)前、用機(jī)時和用機(jī)后分別敘述了三坐標(biāo)測量機(jī)在使用過程中的維護(hù)保養(yǎng)方法，總結(jié)了目前三坐標(biāo)測量機(jī)在各個行業(yè)中的應(yīng)用現(xiàn)狀，可以為相關(guān)工作人員提供參考。

三坐標(biāo)測量機(jī)；維護(hù)；保養(yǎng)；精密測量

三坐標(biāo)測量機(jī)是目前工業(yè)、制造業(yè)等各大領(lǐng)域中應(yīng)用最為廣泛的高精度測量儀器之一，也是精密測繪工作人員的必備工具之一。三坐標(biāo)測量機(jī)對測量精度和故障率要求較高，而測量機(jī)的測量精度和故障率容易受到外部環(huán)境和零部件健康程度的影響，因此需要工作人員及時的進(jìn)行測量機(jī)的維護(hù)和保養(yǎng)，如果工作人員操作不當(dāng)，則容易加劇零部件的損害程度，降低測量機(jī)的使用壽命，因此設(shè)計并選擇合理的維護(hù)保養(yǎng)方法具有重要的研究意義。

1 三坐標(biāo)測量機(jī)概述

三坐標(biāo)測量機(jī)是一種能夠測量物體的幾何形狀、長度及圓周分度等參數(shù)的高精度測量儀器，它的測量結(jié)果是在一個六面體的空間中呈現(xiàn)，這種特點(diǎn)使其可以用于劃線、定中心孔和光刻集成線路等操作中。三坐標(biāo)測量機(jī)具有以下特點(diǎn)：可以快速準(zhǔn)確的對物體的尺寸數(shù)據(jù)進(jìn)行評估而且測量效率與精度較高；與其他測量器相比，可以把難度較大的測量任務(wù)所需要的時間從原來的數(shù)小時減少到幾分鐘之內(nèi)完成，效率極高；同時、能與柔性制造系統(tǒng)相連接這也使得三坐標(biāo)測量床的適用范圍較廣。三坐標(biāo)測量機(jī)有多種結(jié)構(gòu)形式，可分為活動橋式、固定橋式、高架橋式、水平臂式和關(guān)節(jié)臂式這五種結(jié)構(gòu)，不同結(jié)構(gòu)的測量機(jī)有著不同的特點(diǎn)，因此被應(yīng)用于不同領(lǐng)域。

2 三維測量機(jī)維護(hù)保養(yǎng)方法

三坐標(biāo)測量機(jī)是非常精密的測量儀器，其操作規(guī)程、維護(hù)保養(yǎng)過程較為復(fù)雜，需要操作人員有足夠的耐心在用機(jī)前、用機(jī)時和用機(jī)后三個環(huán)節(jié)中均按照標(biāo)準(zhǔn)要求對測量機(jī)進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，才能保證測量機(jī)能夠正常工作。

2.1 開機(jī)前的維護(hù)保養(yǎng)方法

在使用三坐標(biāo)測量機(jī)之前，需要檢查外界環(huán)境與電源的情況，做好三坐標(biāo)測量機(jī)的導(dǎo)軌、光柵尺和氣浮軸承、過濾器等零部件的清潔保養(yǎng)，主要包括以下幾點(diǎn)。（1）外界環(huán)境：三坐標(biāo)測量機(jī)需要在特定的溫度和濕度環(huán)境中才能正常工作，其中溫度需控制在20±2℃，濕度需控制在35%～70%。（2）導(dǎo)軌：導(dǎo)軌是三坐標(biāo)測量機(jī)的重要零部件，導(dǎo)軌的清潔度間接的影響了測量機(jī)的測量精度，因此在使用前，首先需要使用特定的擦拭工具與清洗液擦拭導(dǎo)軌，使其在使用時保持清潔和干燥即可，防止導(dǎo)軌表面存在雜質(zhì)劃傷測量機(jī)其他零部件，但不能為了保護(hù)導(dǎo)軌或其他零部件而在導(dǎo)軌表面涂擦任何類型的機(jī)械設(shè)備用油。（3）光柵尺：光柵尺是否受損直接影響測量機(jī)讀數(shù)的精度，由于Z軸光柵尺一般直接暴露在空氣中，所以要格外注意Z軸光柵尺的清潔和保養(yǎng)，清潔過程中應(yīng)該使用浸過干凈航空汽油的絲綢布進(jìn)行擦拭，清潔完后需要保證其干燥。（4）氣浮軸承：由于氣浮軸承和氣浮導(dǎo)軌容易被氣源中的雜質(zhì)劃傷，因此在使用測量機(jī)之前，必須使用特定的方法檢測氣源的純度，并使用過濾裝置去除其中的雜質(zhì)，同時還需要檢查空氣壓縮機(jī)、儲氣罐和油水分離器的清潔程度，并使用特定的工具清洗上述零部件，保證其不會引入雜質(zhì)，影響氣源的純度。（5）過濾器：在使用三坐標(biāo)測量機(jī)之前，要檢查過濾器的清潔度，若發(fā)現(xiàn)濾芯顏色發(fā)生了變化，就要用中性洗滌劑清洗過濾器，再用干凈的空氣將濾芯吹干，重新組裝后，需要調(diào)節(jié)其工作壓力達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求為止。（6）電控系統(tǒng)：電控系統(tǒng)是三坐標(biāo)測量機(jī)的控制部分，由電子元器件組成，所以魯棒性較好，但在開機(jī)前仍需要注意接口、插片的松緊程度。（7）電源：開機(jī)前需要檢查電源穩(wěn)定情況，如果是穩(wěn)壓電源，則需要檢查電源接地是否良好，保證接地電阻小于4Ω。（8）開機(jī)前需要給光桿、絲桿、齒條等零部件涂抹少量防銹油。

2.2 用機(jī)時的維護(hù)保養(yǎng)方法

在使用三坐標(biāo)測量機(jī)時，也需要采取相應(yīng)的維護(hù)保養(yǎng)措施，按照規(guī)定的標(biāo)準(zhǔn)操作流程操作儀器，主要包括以下幾點(diǎn)。（1）檢測被測零件前，需要清洗被測零件的毛刺等雜質(zhì)，防止這些雜質(zhì)在檢測后殘留在三坐標(biāo)測量機(jī)上，劃傷儀器的零部件，影響測量機(jī)的測量精度和使用壽命。（2）測量并調(diào)整被測零件表面的溫度，使其符合測量機(jī)的溫度要求。（3）如果需要測量大型及重型零件，在操作時需要輕拿輕放，避免撞擊到測量機(jī)或者工作臺而損壞測量機(jī)零部件。（4）在測量機(jī)的使用過程中，被測零件和測座之間要保持一定距離，以避免被測零件撞擊到測量機(jī)。（5）在測量機(jī)的使用過程中，如果測量機(jī)發(fā)出異常聲音或進(jìn)入應(yīng)急安全狀態(tài)，則要立即關(guān)閉電源和總氣源，并聯(lián)系專業(yè)維修人員檢查維修，不能自行拆卸及維修。

2.3 用機(jī)后的維護(hù)保養(yǎng)方法

在使用完測量機(jī)之后，仍需要安裝規(guī)定的步驟檢查并收放好測量機(jī)，以避免對測量機(jī)造成損害，主要包括以下幾點(diǎn)。（1）在完成測量之后，需要將Z軸轉(zhuǎn)動到測量機(jī)的下方，轉(zhuǎn)動時要注意不能碰撞到測尖。（2）在完成測量之后，按照使用測量機(jī)之前的檢查和清潔方法對測量機(jī)零部件進(jìn)行檢查和清潔，發(fā)現(xiàn)劃傷或碰傷，則需要及時聯(lián)系商家更換，避免造成更大損失。（3）在完成測量之后，關(guān)閉所有的電閘，關(guān)閉測量機(jī)總氣源。

3 三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用

經(jīng)過正確的維護(hù)保養(yǎng)，三坐標(biāo)測量機(jī)能夠較長時間的保持較高的測量精度、測量效率和使用壽命，因此被廣泛應(yīng)用于模具行業(yè)、汽車行業(yè)、航空工業(yè)、半導(dǎo)體部件工業(yè)等各大領(lǐng)域。

3.1 三坐標(biāo)測量機(jī)在模具行業(yè)中的應(yīng)用

由于三坐標(biāo)測量機(jī)兼?zhèn)渚軠y量和統(tǒng)計分析等多種功能，三坐標(biāo)測量機(jī)在模具行業(yè)被廣泛應(yīng)用，已成為模具行業(yè)中不可缺少的重要儀器設(shè)備，被用來測量模具產(chǎn)品的產(chǎn)品形狀、外形尺寸等各項參數(shù)，進(jìn)而驗證該模具產(chǎn)品是否達(dá)到質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因此三坐標(biāo)測量機(jī)是保證模具產(chǎn)品質(zhì)量的重要工具。另外，三坐標(biāo)測量機(jī)能夠通過其逆向工程和數(shù)字化能力快速、準(zhǔn)確的測量出模具產(chǎn)品表面的三維數(shù)據(jù)和幾何特征，從而提高模具產(chǎn)品的設(shè)計開發(fā)、樣品復(fù)制和修復(fù)的效率。因此，三坐標(biāo)測量機(jī)在模具行業(yè)中被廣泛應(yīng)用。

3.2 三坐標(biāo)測量機(jī)在汽車行業(yè)中的應(yīng)用

汽車行業(yè)中也處處可見三坐標(biāo)測量機(jī)的應(yīng)用，從汽車的外觀到內(nèi)在的發(fā)動機(jī)，三坐標(biāo)測量機(jī)都有著廣泛的應(yīng)用。例如，使用高架橋式三坐標(biāo)測量機(jī)檢測汽車的車門等，使用高精度橋式三坐標(biāo)測量機(jī)檢測汽車發(fā)動機(jī)和內(nèi)部零部件。除此以外，在汽車的玻璃，排氣口的測量中也逐漸地使用三坐標(biāo)測量機(jī)。相關(guān)統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，汽車工業(yè)領(lǐng)域?qū)θ鴺?biāo)測量機(jī)的需求量占據(jù)了三坐標(biāo)測量機(jī)整體需求量的60%～80%左右，是目前三坐標(biāo)測量機(jī)最為廣泛的應(yīng)用領(lǐng)域。

3.3 三坐標(biāo)測量機(jī)在航空工業(yè)中的應(yīng)用

航空工業(yè)是要求事項或測量方法非常挑剔的領(lǐng)域之一，三坐標(biāo)測量機(jī)在航空工業(yè)領(lǐng)域中主要用于測量航空器部件或葉輪、葉片之類的航空工業(yè)產(chǎn)品的形狀、尺寸等參數(shù)，在蓋測量過程中，由于葉輪或葉片之類的航空工業(yè)產(chǎn)品形狀特殊，存在不規(guī)則的曲面或曲線，所以普遍適用的測量程序不再適用，需要針對性的設(shè)計開發(fā)專用的測量程序，進(jìn)行曲面或曲線的測量與分析。正是由于航空產(chǎn)品的這種特殊性，航空工業(yè)領(lǐng)域?qū)θ鴺?biāo)測量機(jī)的需求量也較大。

3.4 三坐標(biāo)測量機(jī)在半導(dǎo)體部件工業(yè)中的應(yīng)用

三坐標(biāo)測量機(jī)在半導(dǎo)體部件工業(yè)中主要用于半導(dǎo)體部件的測量或部件的檢查（外觀檢查，尺寸檢查）等，由于半導(dǎo)體部件一般情況下體積較小，研制過程較為精密，因此半導(dǎo)體部件的測量精度要求要遠(yuǎn)高于其他領(lǐng)域中的測量精度。另一方面，由于半導(dǎo)體部件的特殊性，半導(dǎo)體部件在測量時主要使用非接觸式三坐標(biāo)測量機(jī)，在遇到特殊情況時，可以臨時使用接觸式測量機(jī)。

除此之外，三坐標(biāo)測量機(jī)還可以在鑄造、沖床等各種加工產(chǎn)品的尺寸檢查、工序檢查、最終檢查等所有工業(yè)基礎(chǔ)中使用，且根據(jù)用途可以適用多種形態(tài)。在產(chǎn)品開發(fā)（新開發(fā)、逆向工程)之類的業(yè)務(wù)中使用三坐標(biāo)測量機(jī)，可以通過簡單的工作，便捷地獲得所需的信息。

4 結(jié)語

三坐標(biāo)測量機(jī)作為現(xiàn)代精密測量技術(shù)中非常重要的一種測量儀器，在多個行業(yè)中扮演著重要角色，所以它的維護(hù)和保養(yǎng)顯得異常重要。隨著技術(shù)的更新和進(jìn)步，將會有越來越多的維護(hù)保養(yǎng)措施被人們提出，從而推動精密測量技術(shù)的快速發(fā)展。

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[3]康政,劉健,王文超.數(shù)顯式三坐標(biāo)測量機(jī)劃線、測量的應(yīng)用[J].城市建設(shè)理論研究:電子版,2015,5(14).

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