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發(fā)表于 2008-4-3 23:21:11
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所謂短圓弧,，即是小于30度圓心角所對(duì)的圓弧。需要對(duì)短圓弧的測(cè)量,，檢驗(yàn)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(cè)量界內(nèi)確實(shí)是個(gè)難題,，在大小雜志上也曾多次見到過專家們對(duì)此問題的高見,。在不同測(cè)量?jī)x器上有不同測(cè)量方法。例如有弦高法,、函數(shù)逼近法,、優(yōu)化最小二乘法等等。各有其特點(diǎn),，也各有其限制的條件,。對(duì)不同的測(cè)量對(duì)象測(cè)量條件，有其各自適應(yīng)的用處,。
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; X* R4 ^) c6 ~2 c) C 經(jīng)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(cè)量?jī)x器,，用什么測(cè)量方法,，都必須在被測(cè)的短圓弧上取點(diǎn)。由于各種因素,，也就必然會(huì)產(chǎn)生取點(diǎn)誤差,。例如被所對(duì)測(cè)的短圓弧在由100mm左右。在一般測(cè)量?jī)x器上正常的采點(diǎn)誤差,，假設(shè)為0．003mm,，然后還用通常的計(jì)算方法。那么最后反映到圓心坐標(biāo)和R值上，誤差就會(huì)擴(kuò)大100倍而成了0．003×100＝3mm,。這無論是通過計(jì)算分析,，還是實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)都能證明這事實(shí)，并己在精密測(cè)量界得到了確認(rèn),。那么這擴(kuò)大了l00倍后的誤差結(jié)果顯然是無法接受的,。所以短圓弧是無法用通常測(cè)量圓的方法來進(jìn)行。
% A0 _% P j. D5 U" A9 \) `, w* f 經(jīng)過我在三坐標(biāo)測(cè)量中長(zhǎng)時(shí)間的實(shí)踐,，也找到了適合我廠測(cè)量對(duì)象的實(shí)際以即簡(jiǎn)單方便，又實(shí)用的解決方法,。短圓弧的圓心坐標(biāo)與R值,，雖然在圖紙上都標(biāo)有名義值和公差值。以數(shù)學(xué)角度講,，零件上那短圓弧己設(shè)計(jì)確定,。這圓心坐標(biāo)與R值是一對(duì)完全相關(guān)量，只要確定了圓心坐標(biāo)值,，就有相應(yīng)確定的R值,。無論從設(shè)計(jì)者講對(duì)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(biāo)為其準(zhǔn)值來計(jì)算,、加工圓弧,。站在這個(gè)角度，對(duì)被測(cè)量的短圓弧其圓心坐標(biāo)值應(yīng)該是一個(gè)理論值,，誤差只是產(chǎn)生在短圓弧半徑R值的加工上,。
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' p9 Q6 Y- h: e4 l! v0 k$ x 基于上述這一個(gè)推理的成立，我就產(chǎn)生了在三坐標(biāo)上測(cè)量短圓弧的方法,。其原理很簡(jiǎn)單,，先按圖紙建立被側(cè)工件的零件坐標(biāo)系，根據(jù)圖紙數(shù)據(jù)在零件坐標(biāo)系中創(chuàng)建短圓弧的圓心點(diǎn),，然后用三坐標(biāo)測(cè)頭對(duì)短圓弧上采點(diǎn),，每采一點(diǎn)就計(jì)算出到圓心點(diǎn)到該點(diǎn)的二點(diǎn)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(diǎn),、終點(diǎn)和中間點(diǎn)，分別測(cè)出其半徑值都在公差范圍內(nèi)為合格,，只要有超差,，就判不合格。/ g* y/ i" ?# b/ T$ e9 R' S" \
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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(cè)量上口圓弧R值和圓心位置,。根據(jù)上述方法。首先以中心孔Φ20建立零件坐標(biāo)(即上頁圖示坐標(biāo))，第二創(chuàng)建立一個(gè)名義點(diǎn),，該坐標(biāo)為(O,，9．9)，第三就測(cè)量名義點(diǎn)到圓弧輪廓點(diǎn)的距離等于R值,，根據(jù)需要可在圓弧上取若個(gè)點(diǎn),，求若干個(gè)距離來判斷值。
9 V0 Z% V3 _7 X) S$ m 如圖二,，是一個(gè)沖孔件的專用量具共有7個(gè)園銷,，需測(cè)量其位置度。其實(shí)質(zhì)也是對(duì)由5,、6,、7園銷構(gòu)成的短圓弧的測(cè)量有困難。根據(jù)上述方法,，首先通過對(duì)1,，2，3,，4園銷的測(cè)量來建立零件坐標(biāo),，然后檢測(cè)坐標(biāo)原點(diǎn)到5，6,，7園銷的距離為R值,，以及二點(diǎn)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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% s# c9 ~& Q, J+ `3 V+ a" v. s反之,，用通常測(cè)圓的方法，以5,，6,，7三點(diǎn)來描述圓，那圓心坐標(biāo)和R值就會(huì)差之毫米,，根本無法相信,。另外從加工角度分析，在數(shù)控線切割和數(shù)控立磨上要加工圖2的7個(gè)孔,，編制加工程序,，也是先建立零件坐標(biāo)，然后再計(jì)算各點(diǎn)的坐標(biāo),。圖示的R值只是作為計(jì)算加工孔中心坐標(biāo)值之用,，無所謂是直線還是短圓弧上的孔。對(duì)測(cè)量來講所,，不同的只是無法憑空先建一個(gè)零件坐標(biāo)系,，而是必須通過對(duì)實(shí)際圓的測(cè)量結(jié)果來建立零件坐標(biāo)系,，對(duì)R值的測(cè)量也同樣避開了短圓弧測(cè)量難點(diǎn)，以二點(diǎn)距離法來解決,。
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4 D) B1 }0 v* b6 l4 B 當(dāng)然手動(dòng)采點(diǎn)時(shí)要盡量注意沿圓弧的法向方法采點(diǎn),，以免測(cè)頭半徑的補(bǔ)償時(shí)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(jìn)行自動(dòng)采點(diǎn)，就能消除法向測(cè)點(diǎn)誤差,，從而提高對(duì)該短圓弧的測(cè)量精度,。
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上述對(duì)短圓弧的測(cè)量方法確實(shí)是很簡(jiǎn)單。測(cè)量精度與短圓弧的圓心角大小無關(guān),，而且圓心角越小越顯示其優(yōu)點(diǎn),。同時(shí)，根據(jù)短圓弧的起始,、中間、終止R值不同的誤差值,，經(jīng)與加工時(shí)的同定位分析,，還能正確地得出加工中產(chǎn)生誤差的原因，能指導(dǎo)采取措施,，從面在現(xiàn)階段先進(jìn)的“過程質(zhì)量控制”發(fā)揮作用,。在實(shí)際工作中還經(jīng)常碰到要對(duì)短直線的測(cè)量問題。有的要測(cè)二短直線的夾角,，有的要測(cè)短直線到某一點(diǎn)的距離,。在三座標(biāo)機(jī)上，通常方法測(cè)量,，結(jié)果往往把誤差放大使人不可相信,，經(jīng)多次實(shí)踐，我們也找到較好的解決方法,，在此作淺薄介紹,。
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+ x! y2 \3 f7 r* t2 j8 M/ m i 總之，短直線的測(cè)量要盡量避免將短直線延長(zhǎng)后在求值,，就不會(huì)放大誤差的錯(cuò)誤結(jié)果,，而測(cè)量思路是①要么把短直線縮小為一個(gè)點(diǎn)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(diǎn)，虛擬成長(zhǎng)直線來處理,，當(dāng)然具體方法可多種多樣,，要就事論是來分析，提出切合實(shí)際的方法,。/ Z, ~5 n4 T+ ~6 Q# X d: h: G" n( p
以上淺薄介紹在三座標(biāo)測(cè)量機(jī)上解決短圓弧和短直線的測(cè)量方法,，是我在實(shí)際測(cè)量工作中摸索出來的體會(huì),，也確實(shí)解決些問題，供同行們參考,�,！�$ `8 M" n# R1 m8 ^) b1 C; L7 _
總之，短直線的測(cè)量要盡量避免將短直線延長(zhǎng)后在求值,，就不會(huì)放大誤差的錯(cuò)誤結(jié)果,，而測(cè)量思路是①要么把短直線縮小為一個(gè)點(diǎn)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(diǎn)，虛擬成長(zhǎng)直線來處理,，當(dāng)然具體方法可多種多樣,，要就事論是來分析，提出切合實(shí)際的方法,。
/ D% w. t" D8 u4 L5 d# W$ O$ }) i( E* U, c以上淺薄介紹在三座標(biāo)測(cè)量機(jī)上解決短圓弧和短直線的測(cè)量方法,，是我在實(shí)際測(cè)量工作中摸索出來的體會(huì)，也確實(shí)解決些問題,，供同行們參考,。
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