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三坐標測量圓弧---請教

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1#
發表于 2008-4-3 20:51:42 | 只看該作者 |倒序瀏覽 |閱讀模式
我在工作過程中遇到測量圓弧的情況,圓弧半徑很大,弧不大,每次測量的結果不同,而且相差很大,不知到是為什么,測量的值中有合格的,我怎樣來判定?! b6 I1 f: v( Y4 i$ A2 k4 L2 L6 b

3 E% @$ ?2 L: ]3 A謝謝!
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2#
發表于 2008-4-3 23:21:11 | 只看該作者
所謂短圓弧,即是小于30度圓心角所對的圓弧。需要對短圓弧的測量,檢驗短圓弧的中心位置,以及短圓弧的半徑R值。這問題在精密測量界內確實是個難題,在大小雜志上也曾多次見到過專家們對此問題的高見。在不同測量儀器上有不同測量方法。例如有弦高法、函數逼近法、優化最小二乘法等等。各有其特點,也各有其限制的條件。對不同的測量對象測量條件,有其各自適應的用處。
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0 P) [$ T6 _, |2 F! ]; j, A  經分析,短圓弧(圓心角小于30度以下)之所以成為難題,就是無論你用什么測量儀器,用什么測量方法,都必須在被測的短圓弧上取點。由于各種因素,也就必然會產生取點誤差。例如被所對測的短圓弧在由100mm左右。在一般測量儀器上正常的采點誤差,假設為0.003mm,然后還用通常的計算方法。那么最后反映到圓心坐標和R值上,誤差就會擴大100倍而成了0.003×100=3mm。這無論是通過計算分析,還是實踐經驗都能證明這事實,并己在精密測量界得到了確認。那么這擴大了l00倍后的誤差結果顯然是無法接受的。所以短圓弧是無法用通常測量圓的方法來進行。' {) i0 |& E5 u2 S( I- S
  經過我在三坐標測量中長時間的實踐,也找到了適合我廠測量對象的實際以即簡單方便,又實用的解決方法。短圓弧的圓心坐標與R值,雖然在圖紙上都標有名義值和公差值。以數學角度講,零件上那短圓弧己設計確定。這圓心坐標與R值是一對完全相關量,只要確定了圓心坐標值,就有相應確定的R值。無論從設計者講對短圓弧的使用功能特性,還是從加工短圓弧的工藝角度也都是以圓心坐標為其準值來計算、加工圓弧。站在這個角度,對被測量的短圓弧其圓心坐標值應該是一個理論值,誤差只是產生在短圓弧半徑R值的加工上。
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  基于上述這一個推理的成立,我就產生了在三坐標上測量短圓弧的方法。其原理很簡單,先按圖紙建立被側工件的零件坐標系,根據圖紙數據在零件坐標系中創建短圓弧的圓心點,然后用三坐標測頭對短圓弧上采點,每采一點就計算出到圓心點到該點的二點距離,輸入圓弧R名義值及其公差來判斷是否合格。用同樣的方法在短圓弧的起點、終點和中間點,分別測出其半徑值都在公差范圍內為合格,只要有超差,就判不合格。
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  有一中心孔由Φ20±0.03的上方有一異形窗孔,要求測量上口圓弧R值和圓心位置。根據上述方法。首先以中心孔Φ20建立零件坐標(即上頁圖示坐標),第二創建立一個名義點,該坐標為(O,9.9),第三就測量名義點到圓弧輪廓點的距離等于R值,根據需要可在圓弧上取若個點,求若干個距離來判斷值。 . J* {; W3 r; G4 o8 C
  如圖二,是一個沖孔件的專用量具共有7個園銷,需測量其位置度。其實質也是對由5、6、7園銷構成的短圓弧的測量有困難。根據上述方法,首先通過對1,2,3,4園銷的測量來建立零件坐標,然后檢測坐標原點到5,6,7園銷的距離為R值,以及二點連線與中心線的夾角二要素判斷其位置度值,很方便能解決。
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/ d' D2 a& h7 i1 Q1 w5 X2 O反之,用通常測圓的方法,以5,6,7三點來描述圓,那圓心坐標和R值就會差之毫米,根本無法相信。另外從加工角度分析,在數控線切割和數控立磨上要加工圖2的7個孔,編制加工程序,也是先建立零件坐標,然后再計算各點的坐標。圖示的R值只是作為計算加工孔中心坐標值之用,無所謂是直線還是短圓弧上的孔。對測量來講所,不同的只是無法憑空先建一個零件坐標系,而是必須通過對實際圓的測量結果來建立零件坐標系,對R值的測量也同樣避開了短圓弧測量難點,以二點距離法來解決。) F4 D# i3 M4 M
, r1 P/ g/ u5 P2 {8 M
  當然手動采點時要盡量注意沿圓弧的法向方法采點,以免測頭半徑的補償時帶來誤差。如圓弧半徑大于R50mm,圓心角也大于25度,能輸入起始角和終止角進行自動采點,就能消除法向測點誤差,從而提高對該短圓弧的測量精度。$ F' h  ]! ~0 p8 N2 v  [5 Y7 c9 c

; k* V* d- [1 v! r) C  d. B  上述對短圓弧的測量方法確實是很簡單。測量精度與短圓弧的圓心角大小無關,而且圓心角越小越顯示其優點。同時,根據短圓弧的起始、中間、終止R值不同的誤差值,經與加工時的同定位分析,還能正確地得出加工中產生誤差的原因,能指導采取措施,從面在現階段先進的“過程質量控制”發揮作用。在實際工作中還經常碰到要對短直線的測量問題。有的要測二短直線的夾角,有的要測短直線到某一點的距離。在三座標機上,通常方法測量,結果往往把誤差放大使人不可相信,經多次實踐,我們也找到較好的解決方法,在此作淺薄介紹。7 n: @* C! X7 D3 _- e) j

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3 c5 Q  }: J6 y7 k  總之,短直線的測量要盡量避免將短直線延長后在求值,就不會放大誤差的錯誤結果,而測量思路是①要么把短直線縮小為一個點來處理(例一)②要么把短直線和理論上與短直線同一直線的點,虛擬成長直線來處理,當然具體方法可多種多樣,要就事論是來分析,提出切合實際的方法。
/ N  D' X& e% p. V( o以上淺薄介紹在三座標測量機上解決短圓弧和短直線的測量方法,是我在實際測量工作中摸索出來的體會,也確實解決些問題,供同行們參考。 
. E1 `. O: U) S- H   總之,短直線的測量要盡量避免將短直線延長后在求值,就不會放大誤差的錯誤結果,而測量思路是①要么把短直線縮小為一個點來處理(例一)②要么把短直線和理論上與短直線同一直線的點,虛擬成長直線來處理,當然具體方法可多種多樣,要就事論是來分析,提出切合實際的方法。1 g  Z; E1 @& F) c
以上淺薄介紹在三座標測量機上解決短圓弧和短直線的測量方法,是我在實際測量工作中摸索出來的體會,也確實解決些問題,供同行們參考。' C: U1 O+ O4 a1 G
  我ZT的
3#
發表于 2008-4-4 08:24:38 | 只看該作者
暈,看了半天,我還因為你什么時候又琢磨出新東西來了呢,
- v" A  C: u$ h結果看到最后一句.........
4#
發表于 2008-4-4 10:35:46 | 只看該作者
好像是上海一個單位的三坐標操作者的技術心得
5#
發表于 2008-4-4 11:09:21 | 只看該作者

回復 3# 的帖子

這是一篇論文,有關短圓弧和短直線的測量。
6#
發表于 2008-4-4 13:36:46 | 只看該作者
上海離合器廠的陳先生
7#
發表于 2008-4-4 15:30:53 | 只看該作者
真的覺得這樣的討論很好.可以不斷地學習,謝謝各位了,又學到了點兒.
8#
 樓主| 發表于 2008-4-5 19:44:15 | 只看該作者
謝了,我試試!這些方法有時在比較使用時結果不一致,相差太大時還是要仔細思考后做出判斷,
9#
發表于 2008-4-5 21:48:56 | 只看該作者
其實坐標機說明書有一條 關于短圓弧的測量方法.
% x- f, Y) q* g你可以試著 把圓弧的圓心鎖定下來 掃描測量.
0 o& \" T% R2 o  `, ~如果需要可以把他的半徑鎖定下來 測量 圓心偏差.4 C6 [2 d7 Y, ]& z& F* c
zeiss calyspo上有這個功能,其他坐標機我不知道.類似這個方法吧
10#
發表于 2008-4-7 09:47:29 | 只看該作者
我還有個疑問,如果不知道圓弧的理論位置呢?因為有些本身工件就是一個圓弧面。
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