[科普中国]-轮廓定位

轮廓定位是一种轮廓扫描技术，在定位测量应用中对其匹配的精度有更高的要求，通常的像素级的匹配结果难以满足其要求。

应用简介在精密铸造或型砂铸造毛坯的机加工夹具设计中，通过灵活应用六点定位法则原理，延伸出模糊轮廓定位的夹具设计理念，以解决形状复杂易变形工件的首序装夹定位问题，可有效提高具有外形轮廓度要求工件的加工合格率。

理论应用背景传统的六点定位法则指导夹具设计已有几十年的历史，在刚体力学的范畴中用六个合理分布的刚性定位点来限制工件的沿X、Y、Z 轴向移动的三个自由度和绕此三轴旋转的三个自由度，通过限制这六个自由度，使工件在夹具中占据正确的位置。这个就是六点定位法则的传统概念，也是衡量我们夹具设计中工件定位是否正确的判断准则。

在实际工作中，我们常常遇到工件定位面是毛坯状态，且夹具与工件间的定位接触可能是一个接触面，也可能是很多接触点，我们很难知道真正的接触点在空间的具体坐标点。而实际工件又有许多是支叉类或薄壁类零件，在夹紧和加工中有变形的可能，会产生夹紧点或夹紧区域（即毛坯定位轮廓中的高突点或高突区域）的改变。1

轮廓定位工装操作要点（1）工件放入工装型腔时须轻松自然地放入，不要使工件受力变形。当出现工件不能放入工装模形的状况时，把不能放入的工件取下集中放一边，以便集中检测采取相应措施处理。在实际加工中，这种状况很少出现。

（2）工件放入夹具的相应关键部位的模腔后，工装模腔合拢。此时工件毛坯外形与模腔内壁的间隙大小为工件与模腔理论间隙与工件尺寸误差之和。此时工件在模腔内间隙是不均衡的，所以一般用可调定位装置把工件调整到这些有轮廓度要求的部位在模腔中比较合理的位置上。然后用压板等压紧元件予以紧固。这时，通常的工件与模腔四周都处于较为匀称的间隙关系，并接近工件与模腔理论间隙（δ=1mm）。

（3）当可调定位装置调整工件位置时，对工件在工装模腔的各个部位位置状态应综合调节。当工件外形有部位与工装型腔内壁接触时，应注意回调或轻触，以防止工件产生变形。通常此时就成为一种疑似过定位的临界点。

（4）把工件调整到合适位置时注意各定位点能接触工件并限制相应自由度。然后用压紧元件轻压工件，其压力保证不使工件变形，再调节各辅助支撑接触工件适当顶紧工件，保证各辅助支撑点具有可靠支承力。最后再让压紧元件压紧工件并使压力处于定位点或支撑点的相对受力直线上，以避免工件的夹紧变形。

在采用了这样的工装加工后，质量合格率达到了100%，彻底改变了原来的加工定位困难状况。尽管增加了工件装夹时的调节时间，但操作员工熟练后实际装夹时间还是很快的。而在大批量生产中可以采用浮动支撑油缸自动调节实现半自动装夹工件。2

本词条内容贡献者为:

杜强 - 高级工程师 - 中国科学院工程热物理研究所