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三坐标测量圆弧---请教

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发表于 2008-4-3 20:51:42 | 显示全部楼层 |阅读模式
我在工作过程中遇到测量圆弧的情况,圆弧半径很大,弧不大,每次测量的结果不同,而且相差很大,不知到是为什么,测量的值中有合格的,我怎样来判定?
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! M& P- G) c) f! |$ w6 W谢谢!
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发表于 2008-4-3 23:21:11 | 显示全部楼层
所谓短圆弧,即是小于30度圆心角所对的圆弧。需要对短圆弧的测量,检验短圆弧的中心位置,以及短圆弧的半径R值。这问题在精密测量界内确实是个难题,在大小杂志上也曾多次见到过专家们对此问题的高见。在不同测量仪器上有不同测量方法。例如有弦高法、函数逼近法、优化最小二乘法等等。各有其特点,也各有其限制的条件。对不同的测量对象测量条件,有其各自适应的用处。5 T% C; m6 \  t' `1 A2 K
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  经分析,短圆弧(圆心角小于30度以下)之所以成为难题,就是无论你用什么测量仪器,用什么测量方法,都必须在被测的短圆弧上取点。由于各种因素,也就必然会产生取点误差。例如被所对测的短圆弧在由100mm左右。在一般测量仪器上正常的采点误差,假设为0.003mm,然后还用通常的计算方法。那么最后反映到圆心坐标和R值上,误差就会扩大100倍而成了0.003×100=3mm。这无论是通过计算分析,还是实践经验都能证明这事实,并己在精密测量界得到了确认。那么这扩大了l00倍后的误差结果显然是无法接受的。所以短圆弧是无法用通常测量圆的方法来进行。" \2 x7 x5 g+ e# f7 Q; F
  经过我在三坐标测量中长时间的实践,也找到了适合我厂测量对象的实际以即简单方便,又实用的解决方法。短圆弧的圆心坐标与R值,虽然在图纸上都标有名义值和公差值。以数学角度讲,零件上那短圆弧己设计确定。这圆心坐标与R值是一对完全相关量,只要确定了圆心坐标值,就有相应确定的R值。无论从设计者讲对短圆弧的使用功能特性,还是从加工短圆弧的工艺角度也都是以圆心坐标为其准值来计算、加工圆弧。站在这个角度,对被测量的短圆弧其圆心坐标值应该是一个理论值,误差只是产生在短圆弧半径R值的加工上。
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1 o: ]/ r6 E  [) l- i  基于上述这一个推理的成立,我就产生了在三坐标上测量短圆弧的方法。其原理很简单,先按图纸建立被侧工件的零件坐标系,根据图纸数据在零件坐标系中创建短圆弧的圆心点,然后用三坐标测头对短圆弧上采点,每采一点就计算出到圆心点到该点的二点距离,输入圆弧R名义值及其公差来判断是否合格。用同样的方法在短圆弧的起点、终点和中间点,分别测出其半径值都在公差范围内为合格,只要有超差,就判不合格。
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/ I1 [9 ]% F3 z* \  有一中心孔由Φ20±0.03的上方有一异形窗孔,要求测量上口圆弧R值和圆心位置。根据上述方法。首先以中心孔Φ20建立零件坐标(即上页图示坐标),第二创建立一个名义点,该坐标为(O,9.9),第三就测量名义点到圆弧轮廓点的距离等于R值,根据需要可在圆弧上取若个点,求若干个距离来判断值。 % i' C1 f! K! x, ~+ i1 e( i* C/ C
  如图二,是一个冲孔件的专用量具共有7个园销,需测量其位置度。其实质也是对由5、6、7园销构成的短圆弧的测量有困难。根据上述方法,首先通过对1,2,3,4园销的测量来建立零件坐标,然后检测坐标原点到5,6,7园销的距离为R值,以及二点连线与中心线的夹角二要素判断其位置度值,很方便能解决。
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反之,用通常测圆的方法,以5,6,7三点来描述圆,那圆心坐标和R值就会差之毫米,根本无法相信。另外从加工角度分析,在数控线切割和数控立磨上要加工图2的7个孔,编制加工程序,也是先建立零件坐标,然后再计算各点的坐标。图示的R值只是作为计算加工孔中心坐标值之用,无所谓是直线还是短圆弧上的孔。对测量来讲所,不同的只是无法凭空先建一个零件坐标系,而是必须通过对实际圆的测量结果来建立零件坐标系,对R值的测量也同样避开了短圆弧测量难点,以二点距离法来解决。3 O- ]8 [, Y, Q& r7 C3 [
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  当然手动采点时要尽量注意沿圆弧的法向方法采点,以免测头半径的补偿时带来误差。如圆弧半径大于R50mm,圆心角也大于25度,能输入起始角和终止角进行自动采点,就能消除法向测点误差,从而提高对该短圆弧的测量精度。
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6 z! G" Q- p8 Z  ~& U  上述对短圆弧的测量方法确实是很简单。测量精度与短圆弧的圆心角大小无关,而且圆心角越小越显示其优点。同时,根据短圆弧的起始、中间、终止R值不同的误差值,经与加工时的同定位分析,还能正确地得出加工中产生误差的原因,能指导采取措施,从面在现阶段先进的“过程质量控制”发挥作用。在实际工作中还经常碰到要对短直线的测量问题。有的要测二短直线的夹角,有的要测短直线到某一点的距离。在三座标机上,通常方法测量,结果往往把误差放大使人不可相信,经多次实践,我们也找到较好的解决方法,在此作浅薄介绍。
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  总之,短直线的测量要尽量避免将短直线延长后在求值,就不会放大误差的错误结果,而测量思路是①要么把短直线缩小为一个点来处理(例一)②要么把短直线和理论上与短直线同一直线的点,虚拟成长直线来处理,当然具体方法可多种多样,要就事论是来分析,提出切合实际的方法。
; r0 d( I$ x% f4 c以上浅薄介绍在三座标测量机上解决短圆弧和短直线的测量方法,是我在实际测量工作中摸索出来的体会,也确实解决些问题,供同行们参考。 
8 m% V+ O5 Q) F/ M   总之,短直线的测量要尽量避免将短直线延长后在求值,就不会放大误差的错误结果,而测量思路是①要么把短直线缩小为一个点来处理(例一)②要么把短直线和理论上与短直线同一直线的点,虚拟成长直线来处理,当然具体方法可多种多样,要就事论是来分析,提出切合实际的方法。
1 R3 v$ L0 F/ T1 p: Z* O4 t/ }* O以上浅薄介绍在三座标测量机上解决短圆弧和短直线的测量方法,是我在实际测量工作中摸索出来的体会,也确实解决些问题,供同行们参考。! i* Z6 q/ F- }1 K! W, E$ I/ m, J
  我ZT的
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发表于 2008-4-4 08:24:38 | 显示全部楼层
晕,看了半天,我还因为你什么时候又琢磨出新东西来了呢,/ B7 j# e' |* N/ D' |
结果看到最后一句.........
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发表于 2008-4-4 10:35:46 | 显示全部楼层
好像是上海一个单位的三坐标操作者的技术心得
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发表于 2008-4-4 11:09:21 | 显示全部楼层

回复 3# 的帖子

这是一篇论文,有关短圆弧和短直线的测量。
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发表于 2008-4-4 13:36:46 | 显示全部楼层
上海离合器厂的陈先生
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发表于 2008-4-4 15:30:53 | 显示全部楼层
真的觉得这样的讨论很好.可以不断地学习,谢谢各位了,又学到了点儿.
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 楼主| 发表于 2008-4-5 19:44:15 | 显示全部楼层
谢了,我试试!这些方法有时在比较使用时结果不一致,相差太大时还是要仔细思考后做出判断,
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发表于 2008-4-5 21:48:56 | 显示全部楼层
其实坐标机说明书有一条 关于短圆弧的测量方法.3 j/ d# ^/ N, f& Q
你可以试着 把圆弧的圆心锁定下来 扫描测量.
1 D1 S, C; M6 o) [) d如果需要可以把他的半径锁定下来 测量 圆心偏差.- G  @) D" K" Z0 \# C; s: |
zeiss calyspo上有这个功能,其他坐标机我不知道.类似这个方法吧
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发表于 2008-4-7 09:47:29 | 显示全部楼层
我还有个疑问,如果不知道圆弧的理论位置呢?因为有些本身工件就是一个圆弧面。
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