关于三坐标测量机自动测量已知形面的研究

　　我们知道精密测量技术是机械工业发展的基础和先决条件,精密测量与控制成为现代精密工程(包括宇航)的三大支柱之一。对于科学技术来说,精密测量与控制是使其发展的促进因素,测量的准确度和效率在一定程度上决定着科学技术的水平[1]。这里要谈的是精密测量的一个部分,即已知形面的测量。形面的测量主要是检测零件一系列形状特征点加工的符合性。形面是指反映零件特征的曲面,已知形面是指提供理论数据的一序列测量点,它又可分为含法向矢量和坐标位置的测量点(即含cx, cy, cz, mx, my,mz)和不含法向矢量只有坐标位置的测量点(即含mx, my, mz)两种情况。以下是GAMMA1109型三坐标测量机应用DEAPPL编程语言自动测量已知形面的介绍。

　　1　对于第一种情况(即含cx, cy, cz, mx,my, mz)的形面的测量

　　1·1　单个零件的测量

　　首先建立理论数据文件,零件找正后,假如该零件有n个点需要测量,我们用DEAPPL程序语言编一个程序自动测量该形面,其流程图如图1。

　　其测量程序如下:

　　1·2　批量零件的测量

　　若需测量大批量同型号且要频繁更换探头的零件,采用以上方法则效率低而且操作者易疲劳,为了提高工作效率,程序还需作进一步的改进。假如测量机的行程比较大(如GAMMA1109型),而零件又不大(如飞机机翼零件),则我们可以在测量台上放置10~20个要测量的零件,首先把要用的TF8探针都校好,然后依次为各个零件找正,并存储坐标,这样我们就可以进行大批量高效率的测量。测量程序的改进,主要是增加调用已存的探针和坐标系的功能。相应的程序如下:

　　1·3　带凸台或其它障碍物的零件的测量

　　假如在测量中,有凸台或其它障碍物,为了避免探针受碰撞,我们需作保护动作,假设在自动测量中的第Ki点和第Kn点会导致探针受碰,我们需对程序作进一步的改进,主要是增加探针自动抬起和跳过障碍物以求保护功能,相应的程序如下:

　　1·4　测量结果的符号与偏差方向的判断

　　在测量过程中,我们有时会碰到很困惑的问题,比如测量结果与理论值相比是偏大还是偏小。单纯看偏差符号是不对的,我们知道三个量的偏差:Δx=pt1|x-mx,Δy=pt1|y-my,Δz=pt1|z-mz,不能想当然地认为它们为“+”则偏大,为“-”则偏小,因为对于测量外形有可能是正确的(这还要看原点在哪里,具体情况具体分析),对于内形则相反。为了克服上述问题,使答案明朗化,我们编了一个子程序专门判断测量结果的偏差方向问题,只要在上述主程序中加入下面的符号子程序即可: