孫佳慧

（遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧 丹東 118009）

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在質(zhì)檢專業(yè)教學(xué)中的應(yīng)用

孫佳慧

（遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院 遼寧 丹東 118009）

為更好完成精密測(cè)量技術(shù)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)節(jié)，設(shè)計(jì)一種以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)為實(shí)訓(xùn)教學(xué)平臺(tái)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法，通過綜合運(yùn)用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)提高學(xué)生動(dòng)手實(shí)踐能力，提高學(xué)生所學(xué)知識(shí)的先進(jìn)性。實(shí)踐證明，教學(xué)效果良好，既強(qiáng)化了學(xué)生理論知識(shí)學(xué)習(xí)的掌握程度，又提高了動(dòng)手實(shí)踐能力，并且同傳統(tǒng)的普通量具或測(cè)量?jī)x器相比，目前絕大部分企業(yè)廣泛應(yīng)用現(xiàn)代化、高精度的測(cè)量設(shè)備，學(xué)生掌握先進(jìn)測(cè)量設(shè)備后更容易融入企業(yè)工作環(huán)境中。

測(cè)量技術(shù)；三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)；能力培養(yǎng)

1 引言

伴隨著先進(jìn)科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，制造業(yè)生產(chǎn)自動(dòng)化程度也在飛速提高，社會(huì)需求對(duì)產(chǎn)品的質(zhì)量及產(chǎn)品可靠性要求越來越嚴(yán)格，先進(jìn)的測(cè)量技術(shù)在制造技術(shù)中具有舉足輕重的地位，測(cè)量設(shè)備也越來越趨于精密化、集成化、智能化。對(duì)于加工生產(chǎn)制造完成后的產(chǎn)品，需要評(píng)價(jià)工件的各幾何量是否符合技術(shù)要求，需要結(jié)合圖紙對(duì)零件的幾何尺寸、形位公差等幾何量進(jìn)行評(píng)價(jià)。

三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)是一種光、機(jī)、電、算融于一體的先進(jìn)測(cè)量設(shè)備，具有高精度、高效率的特點(diǎn)，目前在機(jī)械制造行業(yè)中應(yīng)用較為普遍。而為了更好的促進(jìn)機(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)學(xué)習(xí)內(nèi)容與企業(yè)需求相結(jié)合，在該專業(yè)教學(xué)中開設(shè)現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)專業(yè)課程，根據(jù)現(xiàn)有教學(xué)資源，將三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)作為本門課程的教學(xué)重點(diǎn)，使學(xué)生在了解現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的同時(shí)，又能提高學(xué)生實(shí)踐動(dòng)手操作能力。

2 實(shí)訓(xùn)內(nèi)容

實(shí)訓(xùn)課程授課對(duì)象為機(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)檢驗(yàn)技術(shù)專業(yè)學(xué)生，根據(jù)學(xué)生所學(xué)專業(yè)特點(diǎn)及所掌握的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，將實(shí)訓(xùn)課程劃分為三部分內(nèi)容，從認(rèn)知到掌握，內(nèi)容逐級(jí)加深，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。

2.1 基礎(chǔ)認(rèn)知

基礎(chǔ)認(rèn)知主要采用多媒體教室結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)演示的方式展開教學(xué)。主要包括現(xiàn)代測(cè)量技術(shù)的發(fā)展過程、相關(guān)概念，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的發(fā)展及類型，以三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的類型為例，按照結(jié)構(gòu)形式分類可分為移動(dòng)橋式結(jié)構(gòu)、固定橋式結(jié)構(gòu)、龍門式結(jié)構(gòu)、懸臂式結(jié)構(gòu)、立柱式結(jié)構(gòu)等等。在實(shí)訓(xùn)室介紹三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的組成，包括硬件部分如主體部分、控制計(jì)算機(jī)、操縱盒、測(cè)頭，軟件部分如操作系統(tǒng)及操作軟件。結(jié)合儀器講解三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的使用步驟、維護(hù)、保養(yǎng)等方面注意事項(xiàng)。利用微課視頻講解三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)工作原理：將工件安裝固定在工作臺(tái)上，在測(cè)量程序的控制下，測(cè)頭可以在X，Y，Z三個(gè)方向上移動(dòng)，運(yùn)動(dòng)過程中，測(cè)頭與工件表面相碰觸，該點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)將被記錄，測(cè)量系統(tǒng)對(duì)被測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行進(jìn)一步處理，擬合形成所需要的測(cè)量元素，經(jīng)過數(shù)學(xué)計(jì)算的方法分析得出測(cè)量結(jié)果。

2.2 基本操作技能

本部分實(shí)訓(xùn)所選用的待測(cè)工件為學(xué)生在公差實(shí)訓(xùn)環(huán)節(jié)測(cè)量過的軸類零件圓度公差測(cè)量。通過簡(jiǎn)單零件的實(shí)際測(cè)量，要求學(xué)生能夠掌握如何選擇測(cè)頭，對(duì)測(cè)頭進(jìn)行校驗(yàn)，如何合理裝夾零件，達(dá)成正確使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)零件進(jìn)行手動(dòng)測(cè)量，包括點(diǎn)、平面、圓柱、圓等等教學(xué)目標(biāo)，能夠用PCDMIS軟件完成相關(guān)特征包括軸線，基準(zhǔn)面坐標(biāo)系的構(gòu)建，并進(jìn)行形位公差、尺寸的分析。

通常檢測(cè)零件的圓度是很困難的，需要V形架、指示表及測(cè)量架。而使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)對(duì)相同被測(cè)件的同一被測(cè)量進(jìn)行測(cè)量，可以使學(xué)生更好的將先進(jìn)測(cè)量方法與傳統(tǒng)測(cè)量方法進(jìn)行對(duì)比，讓學(xué)生更好掌握知識(shí)的實(shí)驗(yàn)水平的效果。

工件圓度誤差的檢測(cè)。檢測(cè)步驟如下：

(a)根據(jù)零件特征選擇測(cè)頭，盡可能選擇一個(gè)測(cè)頭，就能完成一個(gè)工件的全部檢測(cè)任務(wù)。本實(shí)訓(xùn)內(nèi)容中選擇φ4mm即可，安裝后添加測(cè)量角度，對(duì)所有的測(cè)量角度進(jìn)行測(cè)頭校驗(yàn)，以保證測(cè)量精度；

(b)裝夾固定工件，要求定位合理且便于測(cè)量，并且盡可能一次裝夾完成測(cè)量任務(wù)；

(c)手動(dòng)測(cè)量外圓圓柱面；

(d)對(duì)所測(cè)量進(jìn)行評(píng)價(jià)；

(e)生成檢測(cè)報(bào)告。

2.3 提升操作技能

提升操作技能階段，針對(duì)虎鉗底座部分進(jìn)行測(cè)量，首先通過圖紙來確定零件的測(cè)量方法，針對(duì)已經(jīng)給的形狀公差和位置公差以及相應(yīng)的一些公差要求進(jìn)行測(cè)量結(jié)果的比對(duì)，最終將測(cè)量結(jié)果與理論進(jìn)行對(duì)比，驗(yàn)證零件是否符合要求，是否要進(jìn)行更優(yōu)的工藝改進(jìn)。

檢測(cè)步驟如下：

(a)分析虎鉗底座零件圖紙，確定被測(cè)項(xiàng)目，包括長(zhǎng)度尺寸、平面度、平行度的測(cè)量，制定測(cè)量計(jì)劃方案，合理規(guī)劃測(cè)量路徑；

(b)根據(jù)圖紙所示被測(cè)項(xiàng)目及零件的尺寸基準(zhǔn)，采用3-2-1法，建立坐標(biāo)系，首先測(cè)量平面，其次測(cè)量?jī)善叫忻?，?gòu)建直線，最后測(cè)量點(diǎn)，確定原點(diǎn)。最后將零件與三坐標(biāo)測(cè)量空間進(jìn)行統(tǒng)一，進(jìn)行測(cè)量；

(c)對(duì)被測(cè)項(xiàng)目進(jìn)行評(píng)價(jià)，生成檢測(cè)報(bào)告。

最后對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核，考核的過程融于整個(gè)教學(xué)環(huán)境中，注重學(xué)生分析問題、解決問題的能力以及動(dòng)手操作能力，提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，對(duì)在學(xué)習(xí)和應(yīng)用上有創(chuàng)新的學(xué)生應(yīng)給予特別鼓勵(lì)，全面綜合評(píng)價(jià)學(xué)生能力

3 結(jié)語

將三坐標(biāo)測(cè)量引入到課堂的學(xué)習(xí)中，不僅可以學(xué)生學(xué)習(xí)到最新的測(cè)量技術(shù)，還激發(fā)了學(xué)生對(duì)于測(cè)量這類學(xué)科的學(xué)習(xí)興趣和熱情，通過檢測(cè)常見的工件，基礎(chǔ)課程中接觸過的工件，將傳統(tǒng)的測(cè)量方法與現(xiàn)代的測(cè)量方法進(jìn)行比較和相應(yīng)的原理分析，最終提高了學(xué)生的對(duì)于復(fù)雜零件測(cè)量的能力，開闊了學(xué)生的眼界。對(duì)于今后的就業(yè)有一定的指導(dǎo)意義。在實(shí)訓(xùn)課中引入先進(jìn)的測(cè)量設(shè)備，可以將知識(shí)、能力、創(chuàng)新教育融于一體，培養(yǎng)學(xué)生的綜合素質(zhì)。

[1]黨威武.三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)在實(shí)踐教學(xué)中的應(yīng)用[J].機(jī)械職業(yè)教育，2013(9)：41-42

[2]姚利娟.基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)方法探索[J].實(shí)驗(yàn)科學(xué)與技術(shù)，2014，12(4)：109-111..

[3]方韻梅，廖華麗，林崗.基于三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)探索實(shí)踐[J].中國(guó)電力教育，2013(13)：154-155.

U472.9 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1009-5624（2018）02-0171-02

孫佳慧（1988-），女，漢族，吉林，研究生，遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院，研究方向：機(jī)械產(chǎn)品檢測(cè)檢驗(yàn)技術(shù)。

論文成果來自：遼寧機(jī)電職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級(jí)教研項(xiàng)目，項(xiàng)目編號(hào)：JYLX2016020。