基于三坐标测量圆度误差测量点数的研究

    1 引言

    圆度是几何量测量中形状误差的主要参数之一，也是评定机械产品质量的一项重要的指标。由于圆形工件表面存在确定性的波动和随机扰动，相对于尺寸的测量，需要提取多大测量要素才能准确反映其特征大小。因此，如何选取测量点数及其分布跟测量结果的内在关系如何确定，正是本文所要解决的关键问题和最终研究目的。

    对形位误差的测量，目前由于采样方案主要决定于操作者的个人经验，经常造成测量结果的差异性［1–2］，即不同的采样点数在数据处理后所得的结果是不一样的；同样的采样点数而分布不一样，对测量的结果也有影响。本文的研究内容不同于赵前程等人的圆度测量中的测量点数的确定［3］，因为采用的测量设备不同。这里采用的测量方法也不是两点法、三点法，而是在测量坐标原则愈来愈成为测量形位误差主要的检测原则和三坐标测量机日益普遍应用的前提下，对不同特征参数（尺寸、精度和材料）的圆在三坐标测量机下试验研究，从中找出反映评定其圆度误差大小的最佳点数的本质特征规律。这将作为实际应用在坐标测量下准确评定圆度的依据，同时对节约测量成本、提高测量效率具有重大的意义。

    2 测量方法

    2.1测量原理

    在测量产品过程中，产生形位误差的原因主要是由测量设备、测量温度、测量力、近似评定方法及采样方案引起的测量误差等川。而本文进行研究采用的是相同的测量设备(Global FX 777型三坐标测量机)、测量温度和测量力也是一致的、对所测量结果采用相同的最小二乘法评定，所以所得的评定结果对研究采样方案与其之间的内在关系不受影响。为符合三坐标的测量习性，本文采用的是均匀分布的采样方式。由国家颁布《产品几何量技术规范CGPS)形状和位置公差检测规定》C GB/T 1958 -2004)的标准定义形位误差是指被测提取要素对其拟合要素的变动量。由此，要反映对象的圆度真实大小，关键在于被测提取要素中是否都包含了其特

征点或接近于特征点的点。

    2.2试验过程

    下面以在华侨大学数控基地用CAK6150Dj数控机床加工的一些圆柱(A,B,C,D及E)和公差实验室的轴套等对象为例进行试验，现介绍说明圆度误差的试验步骤如下:

    (1)将被测对象擦洗干净后放在Global FX 777型三坐标测量机工作台上，用SP600测头手动测量要素建立零件坐标系。

    (2)在零件坐标系下，初步确定所测对象的圆心坐标位置，然后在DCC mode下采用均匀分布的不同点数自动测量采集。