汪露

摘要：文章介紹了利用PCDMIS軟件棱點(diǎn)功能測(cè)量零件非完整底角轉(zhuǎn)角機(jī)加凹陷處棱線位置的方法，利用機(jī)加凹陷的不同底角半徑和深度以及測(cè)量過程使用的測(cè)針寶石球的球徑，計(jì)算出所需的各項(xiàng)參數(shù)，從而得到正確的棱線位置。該方法突破了以往的模糊比較的方法，可以得到實(shí)際的測(cè)量數(shù)據(jù)，更加量化測(cè)量結(jié)果，滿足更高的客戶要求。

關(guān)鍵詞：機(jī)加凹陷；棱線；棱點(diǎn)；厚度補(bǔ)償；數(shù)控測(cè)量 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

中圖分類號(hào)：TH165 文章編號(hào)：1009-2374（2017）08-0094-02 DOI：10.13535/j.cnki.11-4406/n.2017.08.045

機(jī)加零件的腹板及外形的機(jī)加凹陷位置，由于位置公差較大，長(zhǎng)期以來(lái)我們使用樣板和明膠板采取貼合對(duì)比目視檢查的方式，將樣板和明膠板放在零件相應(yīng)位置上，通過肉眼觀察來(lái)確定機(jī)加凹陷位置是否在合格位置，但沒有實(shí)際位置的測(cè)量值。由于客戶要求增加，需要獲得這些機(jī)加凹陷位置的實(shí)測(cè)值，而樣板和明膠板的測(cè)量方式滿足不了實(shí)際要求，因此采用三坐標(biāo)測(cè)量的方法來(lái)獲取實(shí)測(cè)值。

1 零件機(jī)加凹陷的三坐標(biāo)測(cè)量方式選擇

1.1 典型棱線的位置特點(diǎn)

機(jī)加凹陷位置上的棱線是兩個(gè)平面相交、兩個(gè)曲面相交或者一個(gè)平面與一個(gè)曲面相交出來(lái)的。典型腹板上的機(jī)加凹陷深度較淺，底角不完整，同一個(gè)零件機(jī)加凹陷深淺不一，底角不盡相同。

1.2 常用測(cè)量方法

對(duì)于零件外形上的測(cè)量點(diǎn)，通常使用矢量點(diǎn)的測(cè)量方式，即在零件外形面上采集任意點(diǎn)，使用PCDMIS的自動(dòng)矢量點(diǎn)測(cè)量功能，測(cè)量紅寶石球?qū)⒀刂擖c(diǎn)所在特征曲面的矢量方向去逼近零件。由于棱線的特征曲面有兩個(gè)，如選擇其中一個(gè)方向進(jìn)行矢量點(diǎn)測(cè)量，沿逼近矢量方向得到的測(cè)量位置都不能真實(shí)反映棱線的位置。

1.3 自動(dòng)棱點(diǎn)測(cè)量方式

采用自動(dòng)棱點(diǎn)測(cè)量時(shí)，棱點(diǎn)是通過一個(gè)曲面和一條邊界邊組成的，測(cè)量時(shí)首先搜索曲面，然后根據(jù)曲面位置測(cè)量邊界，測(cè)頭將平行于投影曲面、沿著棱矢量方向去逼近棱點(diǎn)，將測(cè)頭觸碰到的位置實(shí)測(cè)值投影到一開始搜索的投影面上，投影得到的值即為輸出的測(cè)量值。

由于投影曲面為平面，從經(jīng)濟(jì)性的角度和測(cè)量公差范圍來(lái)考慮，樣例點(diǎn)為1時(shí)，先在曲面上測(cè)量一點(diǎn)，然后觸測(cè)棱點(diǎn)，將測(cè)量的結(jié)果沿著曲面測(cè)量點(diǎn)投影到標(biāo)稱曲面上，即可滿足測(cè)量需求。

2 棱線的具體測(cè)量過程

2.1 典型棱線位置分析

從圖2中可以看到，測(cè)針先沿曲面法矢量在投影平面上取一點(diǎn)，再沿著棱矢量去逼近棱所在的另一個(gè)曲面。而典型的腹板機(jī)加凹陷的棱線是落在底角上，當(dāng)深度設(shè)為0時(shí)，寶石球球心是在棱線的理論高度上，平行于腹板面逼近理論位置，由于腹板機(jī)加凹陷高度很小，僅0.5mm，而即使測(cè)頭半徑小至0.5mm，這樣也會(huì)出現(xiàn)測(cè)頭未移動(dòng)到理論位置就與機(jī)加凹陷位置的底角圓弧發(fā)生干涉的情況。依據(jù)軟件將球徑最大處點(diǎn)位置進(jìn)行投影計(jì)算，得到的T值將始終為正值，遠(yuǎn)在零件表面之外，這個(gè)值反映的不是實(shí)際棱線位置。

2.2 計(jì)算正確的測(cè)量參數(shù)

要讓寶石球觸碰到正確的理論棱線，我們必須將測(cè)頭向上抬高一定的高度，確保紅寶石球不與底角圓弧干涉。圖3中測(cè)頭抬高高度設(shè)為h，機(jī)加凹陷深度設(shè)為d，寶石球半徑設(shè)為r，零件底角半徑為R，如要確保寶石球與棱線觸碰，抬高的最小高度必須保證寶石球在棱線位置上，且與底角圓弧相切，即可得出最小抬高的高度。

即寶石球越大，寶石球底部越大，距離腹板面的距離越大，可以避免由于腹板厚度偏小導(dǎo)致觸測(cè)不到零件的情況發(fā)生?？紤]腹板厚度公差和變形的影響，為了確保寶石球在抬高后確實(shí)與棱線相接觸，寶石球直徑選擇盡可能大為宜。

2.3 設(shè)置正確的測(cè)量模式

當(dāng)切換輸入的厚度模式理論值和實(shí)測(cè)值時(shí)，選擇理論值，PCDMIS會(huì)改變理論值、實(shí)測(cè)值、目標(biāo)值的大?。欢x擇實(shí)測(cè)值，PCDMIS僅僅更改了目標(biāo)值，而這兩種選擇都會(huì)得到同樣的測(cè)量位置，即寶石球的最大徑處的投影位置，只是在報(bào)告輸出的時(shí)候顯示方式不一樣。從直觀的角度上來(lái)說(shuō)，我們需要棱點(diǎn)的在數(shù)模上的理論值以及真實(shí)的實(shí)測(cè)值，因此我們選擇后一種方式。測(cè)量參數(shù)和測(cè)量演示圖如圖5所示，抬高深度填寫負(fù)值。

由于機(jī)加凹陷測(cè)量過程中，同一個(gè)零件有諸多不同的腹板機(jī)加凹陷深度和底角半徑，因此我們通過在數(shù)模上測(cè)量常見機(jī)加凹陷深度和底角半徑，通過建立Excel表，列出補(bǔ)償值，分別調(diào)整參數(shù)即可。

3 結(jié)語(yǔ)

由于機(jī)加凹陷處的腹板厚度公差在±0.005～±0.007"，緣條的厚度公差在±0.01"，隨著曲面腹板厚度的變化，相當(dāng)于實(shí)際的機(jī)加凹陷深度發(fā)生變化，通過計(jì)算可以得出，隨著曲面厚度在公差帶范圍內(nèi)的上下波動(dòng)，新的理論位置補(bǔ)償值對(duì)ΔT值的影響不超過0.01"，而機(jī)加凹陷位置的公差在±0.03"，因此棱點(diǎn)的測(cè)量方式可以滿足客戶對(duì)實(shí)測(cè)值的需求。

（責(zé)任編輯：王 波）