三坐标测量机在质检专业教学中的应用

孙佳慧

（辽宁机电职业技术学院 辽宁 丹东 118009）

三坐标测量机在质检专业教学中的应用

孙佳慧

（辽宁机电职业技术学院 辽宁 丹东 118009）

为更好完成精密测量技术的实验教学环节，设计一种以三坐标测量机为实训教学平台的实验教学方法，通过综合运用三坐标测量机提高学生动手实践能力，提高学生所学知识的先进性。实践证明，教学效果良好，既强化了学生理论知识学习的掌握程度，又提高了动手实践能力，并且同传统的普通量具或测量仪器相比，目前绝大部分企业广泛应用现代化、高精度的测量设备，学生掌握先进测量设备后更容易融入企业工作环境中。

测量技术；三坐标测量机；能力培养

1 引言

伴随着先进科学技术的快速发展，制造业生产自动化程度也在飞速提高，社会需求对产品的质量及产品可靠性要求越来越严格，先进的测量技术在制造技术中具有举足轻重的地位，测量设备也越来越趋于精密化、集成化、智能化。对于加工生产制造完成后的产品，需要评价工件的各几何量是否符合技术要求，需要结合图纸对零件的几何尺寸、形位公差等几何量进行评价。

三坐标测量机是一种光、机、电、算融于一体的先进测量设备，具有高精度、高效率的特点，目前在机械制造行业中应用较为普遍。而为了更好的促进机械产品检测检验技术专业学学习内容与企业需求相结合，在该专业教学中开设现代测量技术专业课程，根据现有教学资源，将三坐标测量机作为本门课程的教学重点，使学生在了解现代测量技术的同时，又能提高学生实践动手操作能力。

2 实训内容

实训课程授课对象为机械产品检测检验技术专业学生，根据学生所学专业特点及所掌握的专业基础知识，将实训课程划分为三部分内容，从认知到掌握，内容逐级加深，符合学生的认知规律。

2.1 基础认知

基础认知主要采用多媒体教室结合现场演示的方式展开教学。主要包括现代测量技术的发展过程、相关概念，三坐标测量机的发展及类型，以三坐标测量机的类型为例，按照结构形式分类可分为移动桥式结构、固定桥式结构、龙门式结构、悬臂式结构、立柱式结构等等。在实训室介绍三坐标测量机的组成，包括硬件部分如主体部分、控制计算机、操纵盒、测头，软件部分如操作系统及操作软件。结合仪器讲解三坐标测量机的使用步骤、维护、保养等方面注意事项。利用微课视频讲解三坐标测量机工作原理：将工件安装固定在工作台上，在测量程序的控制下，测头可以在X，Y，Z三个方向上移动，运动过程中，测头与工件表面相碰触，该点坐标数据将被记录，测量系统对被测数据进行进一步处理，拟合形成所需要的测量元素，经过数学计算的方法分析得出测量结果。

2.2 基本操作技能

本部分实训所选用的待测工件为学生在公差实训环节测量过的轴类零件圆度公差测量。通过简单零件的实际测量，要求学生能够掌握如何选择测头，对测头进行校验，如何合理装夹零件，达成正确使用三坐标测量机对零件进行手动测量，包括点、平面、圆柱、圆等等教学目标，能够用PCDMIS软件完成相关特征包括轴线，基准面坐标系的构建，并进行形位公差、尺寸的分析。

通常检测零件的圆度是很困难的，需要V形架、指示表及测量架。而使用三坐标测量机对相同被测件的同一被测量进行测量，可以使学生更好的将先进测量方法与传统测量方法进行对比，让学生更好掌握知识的实验水平的效果。

工件圆度误差的检测。检测步骤如下：

(a)根据零件特征选择测头，尽可能选择一个测头，就能完成一个工件的全部检测任务。本实训内容中选择φ4mm即可，安装后添加测量角度，对所有的测量角度进行测头校验，以保证测量精度；

(b)装夹固定工件，要求定位合理且便于测量，并且尽可能一次装夹完成测量任务；

(c)手动测量外圆圆柱面；

(d)对所测量进行评价；

(e)生成检测报告。

2.3 提升操作技能

提升操作技能阶段，针对虎钳底座部分进行测量，首先通过图纸来确定零件的测量方法，针对已经给的形状公差和位置公差以及相应的一些公差要求进行测量结果的比对，最终将测量结果与理论进行对比，验证零件是否符合要求，是否要进行更优的工艺改进。

检测步骤如下：

(a)分析虎钳底座零件图纸，确定被测项目，包括长度尺寸、平面度、平行度的测量，制定测量计划方案，合理规划测量路径；

(b)根据图纸所示被测项目及零件的尺寸基准，采用3-2-1法，建立坐标系，首先测量平面，其次测量两平行面，构建直线，最后测量点，确定原点。最后将零件与三坐标测量空间进行统一，进行测量；

(c)对被测项目进行评价，生成检测报告。

最后对学生进行考核，考核的过程融于整个教学环境中，注重学生分析问题、解决问题的能力以及动手操作能力，提高学生学习的积极性，对在学习和应用上有创新的学生应给予特别鼓励，全面综合评价学生能力

3 结语

将三坐标测量引入到课堂的学习中，不仅可以学生学习到最新的测量技术，还激发了学生对于测量这类学科的学习兴趣和热情，通过检测常见的工件，基础课程中接触过的工件，将传统的测量方法与现代的测量方法进行比较和相应的原理分析，最终提高了学生的对于复杂零件测量的能力，开阔了学生的眼界。对于今后的就业有一定的指导意义。在实训课中引入先进的测量设备，可以将知识、能力、创新教育融于一体，培养学生的综合素质。

[1]党威武.三坐标测量机在实践教学中的应用[J].机械职业教育，2013(9)：41-42

[2]姚利娟.基于三坐标测量机的实验教学方法探索[J].实验科学与技术，2014，12(4)：109-111..

[3]方韵梅，廖华丽，林岗.基于三坐标测量机的实验教学探索实践[J].中国电力教育，2013(13)：154-155.

U472.9 【文献标识码】A 【文章编号】1009-5624（2018）02-0171-02

孙佳慧（1988-），女，汉族，吉林，研究生，辽宁机电职业技术学院，研究方向：机械产品检测检验技术。

论文成果来自：辽宁机电职业技术学院院级教研项目，项目编号：JYLX2016020。