用三坐标测量机进行曲面测量的方法

    汽车生产制造中，许多零部件具有的高精度三维曲面和曲线轮廓度需要用三坐标测量机进行测量，经过多年摸索实践，归纳总结出该类测量问题的规范流程，操作起来比较方便实用。

    1 确定曲线、曲面上检测点的方法

    三坐标测量曲线和曲面必须通过测量点的法向矢量进行打点，否则在三坐标机数据处理及测头半径补偿时将产生投影余弦的误差，如何得到测量点的法向矢量数据信息主要有2条途径。

    一是从三坐标机测量软件平台直接获取，见图1。

    二是利用CAD软件平台获取，见图2。

    以上2种取点方法具有不同特点。

    方法一，因为是在三坐标测量机的测量软件平台上读取被测零件的CAD数模，在CAD数模上取点后获得测量点的坐标值和矢量值，因此可直接测量，不需要考虑数据从CAD到测量软件的转化问题。但是三坐标测量机软件的CAD数模的编辑功能不如普通CAD的编辑功能，不能任意地加截面、加直线。取点时的条件设置功能也不如普通C A D ，所以难以取得有规则的某些点。另外，当需要取点数量较多时所用时间较多，故影响三坐标机的测量利用率，所以该方法适用于CAD数模上取点比较简单、随机且测量点数不多的情况。

    方法二，因为CAD软件本身具有强大的编辑功能，在选择各不同曲面时，可对图形曲面，尤其是内腔曲面加些截面，得到交线后需要按设置点数均匀取点，或需要按曲面曲率大小不同取疏密不同的点时都比较方便。如果被测曲面大，需要加若干个截面，取点数多，就越体现其优势。但问题是从CAD平台到测量平台之间需要数据转换，要有数据接口。为此我们用VB语言编制了通用性的FormUG2数据转换接口程序，针对UG2输出点的几何属性信息框中的数据格式，取出需要的X、Y、Z、I、J、K数据，按TXT文件格式排列，而且可以不受取点数量限制。在测量平台中为了读取TXT文件中的数据，并能自动打点，我们又用VB语言编制了通用性的blade程序，即自动读取测量点，在被测件坐标系内自动测量的程序，也不受打点数量限制，并将测量结果文件储存在指定的目录。这样，在CAD数模上取点方便，编程测量也比较流畅且简单可行。

    2 二类不同被测曲面的不同检测方法

    当被测件本身可以找到特征元素用于建立零件坐标，坐标系原点在被测件上，完全可用上述流程操作，例如车灯、内饰件、发动机气缸体的气道型腔等可以通过安装孔或定位点的测量来建立零件坐标。

    汽车发动机零件“下进”的气道曲面和液力变矩器中重要零件“导轮”的叶片都有明确的基准，通过测量夹具定位能直接建立零件坐标，然后测量曲面。见图3。