对采样方向不易确定的产品测量方法的研究

    0　引言

    现代三座标测量仪是集光、机、电以及计算机控制为一体的高精度测量设备,它提供了机器运动控制、基本几何量及基本几何关系计算、坐标转换、形状与位置公差的评定、测量程序编制与运行、测量结果文件管理等多种基本功能,特别是随着计算机技术的迅速发展,与测量仪配套的计算机控制软件功能更加完善,使测量仪的应用范围更加广阔。

    针对一些产品精度要求高、配合尺寸公差小,尤其是有些产品是与外单位产品配合的接口尺寸,对其准确性要求更高的特点,在工作中从测量测头的标定、采点测量基准、测量方法的选择等各个方面对测量精度进行严格控制,达到在现有的测量精度下,消除人为因素,尽可能满足产品对准确度的要求。本文主要从采样方向不易确定的产品测量入手,研究如何提高产品测量的精确性和准确性。

    1　对采样方向不易确定的产品测量方法的研究

    在实际测量中,由于所用的测头半径不为零,当测头的球心坐标一定时,测头与被测工件表面的接触点是不确定的,如图1中P1与P点。

    要获得确定的测量点坐标值,必须按一定的规则对测头的半径进行补偿。而机床中手动采点的半径补偿的方向总是与当前坐标系的方向联系在一起,即是沿当前坐标系采点前运动方向最为接近一个轴的方向进行补偿的。由于在标准几何元素的测量中,“点”测量时的半径补偿具有最大的不确定性,只要被测点所在平面的法线方向与当前坐标系中的任何一个轴都不平行,就会带来补偿误差,从而影响点的测量结果。所以要使产品的测量精确,必须保证被测点所在平面的法线方向与当前坐标系中的任何一个轴平行。以下就以测量锥度和冲孔模为例,对采点方向不易确定的情况加以分析。

    2　测量实例

    2·1　锥度问题

    如图2所示,图示为某产品中的内圆锥,已知H、LCD,求高H处的圆锥直径D(已知锥角)。

    对圆锥不同高度求直径问题,用测量仪测量一直是存在因补偿方向不同引起测量误差。如图,要求圆锥不同高度的直径值,若沿坐标轴方向进行补偿就会引起测量误差。

    所以为了减少误差采用的方法是:首先打开测中心坐标位置,以忽略了测头半径,再用测量出的圆直径值结合计算求出。

    因H、LCD已知,则h=H-R* sinα,R为测头径。D=LCD+2*R* cosα 编程如下:

    V50=PROBE-RADIUS (测针半径R赋值)

    PROBE-CENT-COOR(ON) (测球中心坐标打开)

    INPUT-VAR(V1, "H=") (实时输入高度值,已知)

    INPUT-VAR(V7, "β=") (实时输入锥度值,已知)