位置度的三坐標測量方法的實踐

1、位置度的三坐標測量方法實踐近幾年來公司機加產(chǎn)品數(shù)量的增多，主要以整體車輪等機加件為主，常常 要控制車輪要素間的相互位置，以保證車輪裝配和工作性能，如輪與齒輪之間 的銷子等連接件連接。在輪對上用于連接的銷孔，加工時總會偏離其最理想的 位置。為了讓車輪上的銷孔與銷子更好地連接，銷子孔的直徑，輪對上孔與孔 的中心位置的誤差。通?？刂瓶字行奈恢玫姆椒ㄓ袃煞N：坐標尺寸和位置度公 差，其中位置度公差是在尺寸公差的基礎上，隨著產(chǎn)品成批、大批量的生產(chǎn)的 要求和加工、制造技術(shù)的提高而發(fā)展起來的。目前，位置度誤差一般采用三坐 標機來測量，這是因為三坐標測量機具有獨特測量位置度功能，其高自動化、 高精度、高效率的檢

2、測和數(shù)理統(tǒng)計方法是其他任何方法和任何設備多無法相比 的。我公司所采用的測量軟件是 PC-dims、測量精度為（4 土 L/1000）卩m。一、PC-dims 測量軟件簡介PC-dims是一套全新的測量軟件，其蘊含強大的測量幾何位置公差的功能， 已廣泛用于各個行業(yè)。在整個過程中，測量控制系統(tǒng)穩(wěn)定，操作簡單，軟件易 學易懂。它的編程、修改可在同一環(huán)境下進行，可以像 word 一樣進行剪貼、復 制，測量后生成的程序可實現(xiàn)自動測量，測量采用的算法為最小二乘法。同時， 此測量軟件還可以對 UG、 CATIA 等實體模型可直接導入， 在建立模型坐標系后 直接進行測量。二、位置度誤差基本概念1 、位置度公差

3、定義位置度誤差是以帶方框的理論正確尺寸給定被測要素的理想位置，并對每個 測量要素給定位置度誤差， 以此限制被測要素的實際位置對理想位置的變動 （偏 離）。當然位置度誤差既可以用于單一元素，也能用于組合元素，例如，點的位置 度、線的位置度、面的位置度。不過在用于組合元素時，應注意所涉及的每個 元素都應有位置度誤差要求。同時，位置度誤差是相對的，可以依靠基準，也可以不依靠基準 2、位置度誤差的擴展應用 位置度誤差除用于互相平行、垂直或呈圓周分布的孔組外，還可以用于控制 類似的場合。同軸度和對稱度可視為位置度的特例。三、公司中的測量實例（ SS8 型電力機車主動輪）1、公司基本境況 隨著本公司的技術(shù)

4、快速發(fā)展，電力機車檢修能力的不斷提高，機車的檢修 車型也在逐年增多，在線檢測量也逐漸增加，其中包括以下： SS4B 型、 SS6B 型、SS7C型抱軸承箱，SS7D型、SS7E型、SS8型、SS9型空心軸套，以及 以上除SS4B型、SS6B型外其他車型主動輪對檢測工作。在這里主要以輪對位 置度檢測作為實例具體說明，輪對作為機車走行部的關(guān)鍵部件，對其相對位置 的尺寸控制必不可少，現(xiàn)場檢測也就成為關(guān)鍵的測量過程，而檢測報告也成為 交車的必備。與此同時，公司在不斷開展降本增效活動，而有檢測就會出現(xiàn)不 合格品，如何檢測、檢測方法的選擇至關(guān)重要。2、實例說明將近期檢測的SS8型電力機車主動輪檢測說明檢測

5、過程、方法，并在附一、 附二中有測量程序、測量結(jié)果評價。（1）準備工作將輪表面用工業(yè)酒精擦拭干凈，恒溫 24 小時，保證測量數(shù)據(jù)準確。（2）測量過程CD粗建坐標系，在輪的端面采4點，構(gòu)建平面，作為法向Z軸，定z=o； 輪的轂孔、銷孔各采 4 點，構(gòu)建圓，以兩圓的連線建 X 軸，自動生成 Y 軸，轂孔定 X=o， Y=o。D2 選擇自動測量， 再進行精建坐標系， 主要考慮到轂孔和銷子孔是一刀產(chǎn) 品，并以轂孔找正建立一體坐標系， 提高了測量精度， 確保了數(shù)據(jù)的可靠 性。（3）結(jié)果評價PC-dims 提供了一種最完成的一體化為制度測量方案， 其評價特征、 參數(shù)選 擇、基準選擇、特殊要求如下圖可知，不

6、僅能能解決各種要求的位置度測量， 而且操作簡單，輸出直觀的圖文；不僅能給出測量值大小，還能提供偏移方向， 并且可以進行坐標系平移、旋轉(zhuǎn)，使測量數(shù)據(jù)優(yōu)化。（4）加工設備調(diào)整 雖然可以從檢測報告看出位置度是合格的，為了找出加工設備產(chǎn)生加工偏 移的原因，避免設備偏移更大，正真加工出不合格產(chǎn)品，還需要在調(diào)整設備， 以保證設備的加工能力。從報告中可知，位置圓 5、6 的極半徑大了 0.025mm， 說明在加工過程中位置圓 5、6 的 x、y 方向走刀走的不到位，雖然不影響測量 結(jié)果，但不能保證每一次都可以，誤差都具有累計效果。因此，設備保養(yǎng)、工 裝維護（例如，刀片在加工幾組輪后更換，必須在加工卡片中有明

7、確規(guī)定）必 須重視。而隨季節(jié)溫度變換，測量數(shù)據(jù)不可靠時，分析原因，這是測量程序也 必須做出相應的修改。確保測量數(shù)據(jù)準確、可靠。四、結(jié)束語 正確利用三坐標對主動輪位置度的檢測，通過前期準備、坐標系粗建、精 建，以及坐標系的平移、旋轉(zhuǎn)來分析優(yōu)化測量數(shù)據(jù)，才能得到正真意義上的測 量結(jié)果，這對降低公司成本，保證產(chǎn)品質(zhì)量，縮短機車檢修周期，為下一個檢 修期打好基礎，提高公司在行業(yè)內(nèi)的綜合競爭力有積極的意義。prTNl»性廠I叭S:r z ip侵用碁準 特征e 18大興 基？ft r最大實r實體條件強立原廠 砂立療廠|竝網(wǎng)廠fid *Szl M檢；弓j靈寸a ®*6LEL皿隊 I標灰

8、REffT 按聿標 | &>«個 r廠中OHI r逼示為半儀對于科證參考長At： IG從紬平均 r xkw&£尺寸怯愿 廠墾示iRSfir從r從爆整的輸arb幾LLLrrrr扁N常顯天h廣仗立暮!廣荃準量大實 e 獨sdiu廣廿g 二心廣_u»r*(Mr 中 4XK&BM9 L呈示力半徑最!審 豪小實 帰十立| 毎出更開開増袈報忙無爲 Fe;廠到計吿者r: i尺寸fiSJBr遷示漏榻 |對于細冋煒征廠分折&與知T：廠文不 /? *開開G r r* 廣從5®平均從Z&年4 5®緯點從最整的ftOKCK

9、)龍 e關(guān)廣從個兩踰q1»P目動廠形伏公豪r5釉：（±573計算垂克于特征理論中心線的偏差.叔略中 心線方向的任何値差.p荃唯使用基卷回護Ire量大實 r獨立量小實a 廣侵大實a鐵立原!量小實r c見wr建立押r斤：金 亠是犬安a妝左用廣密小實位 廣英寸e1廠中認毎直«尺寸信層廠昱示為半徑廠SlTT衢依在DF （特征半徑r從量整的陽g叭 Ir從ifi兩試附一：檢測程序DATE=6/10/2010 TIME=10:53:23 AM零件名：SS8主動輪修訂號： 1序號： 999統(tǒng)計計數(shù)： 1啟動=建坐標系/開始,回調(diào):, LIST= 是建坐標系 /終止模式 /手動加載

10、測頭 /ssz測尖/T1A0B0,柱測尖IJK=O, 0, 1,角度=0 格式/文本,選項,標題,符號, ;標稱值 ,公差,測定值,偏差,超差, ,平面1=特征/平面，直角理論值/686.56,604.254,-1185.676,0.0003124,-0.001286,0.9999991 實際值/688.259,666.09,-1231.11,-0.0000522,-0.0000758,1 測定/平面,4觸測/基本,691.457,1217.408,-1184.881,0.0003124,-0.001286,0.9999991,675,1218.102,-1231.072, 使用理論值 = 是

11、1.072, 使用理論值 = 是 觸測/基本,141.858,625.388,-1185.489,0.0003124,-0.001286,0.9999991,137.034,775.458,-1231.127, 使用理論值 = 是231.127, 使用理論值 = 是觸測/基本,61 1.282,36.025,-1 186.374,0.0003124,-0.001286,0.9999991,677.272,36.27,-1231 .16, 使用理論值 = 是.16, 使用理論值 = 是觸測/基本,1301.645,538.197,-1185.962,0.0003124,-0.001286,0.9

12、999991,1263.729,634.529, -1231.08, 使用理論值 = 是 -1231.08, 使用理論值 = 是終止測量/構(gòu)建平面確定Z方向圓1=特征/圓，直角 ,內(nèi),最小二乘方理論值/723.598,623.878,-1242.565,0,0,1,227.867實際值/690.067,618.122,-1278.813,0,0,1,228.002測定/圓,4,工作平面 觸測/基本,835.979,605.094,-1242.564,-0.9863163,0.1648642,0,674.872,731.106,-1278.81, 使用理論值 = 是使用理論值 = 是移動/圓弧

13、觸測/基本,722.554,737.801,-1242.563,0.0091624,-0.999958,0,576.228,624.199,-1278.815, 使用理論值 = 是使用理論值 = 是移動/圓弧 觸測/基本,611.756,645.641,-1242.566,0.9815901,-0.1909998,0,687.328,504.154,-1278.811 ,使用理論值 = 是 ,使用理論值 = 是移動/圓弧 觸測/基本,727.656,510.023,-1242.565,-0.0356177,0.9993655,0,802.932,634.181,-1278.816 ,使用理論值

14、 = 是 ,使用理論值 = 是終止測量/圓2=特征/圓，直角 ,內(nèi),最小二乘方理論值/913.839,354.355,-1280.306,0,0,1,53.971 實際值/588.37,304.19,-1326.852,0,0,1,53.98 測定/圓,4,工作平面 觸測/基本,940.704,351.799,-1280.309,-0.9955032,0.0947274,0,593.828,330.618,-1326.853 ,使用理論值 = 是 ,使用理論值 = 是移動/圓弧 觸測/基,911.205,381.212,-1280.306,0.0976014,-0.9952256,0,562.

15、051,310.187,-1326.852 ,使用理論值 = 是 ,使用理論值 = 是移動/圓弧 觸測/基本,886.854,354.494,-1280.306,0.9999868,-0.0051409,0,586.96,277.24,-1326.851, 使用理論值 = 是使用理論值 = 是移動/圓弧 觸測/基本,913.096,327.38,-1280.303,0.0275552,0.9996203,0,615.348,303.245,-1326.852, 使用理論值 = 是使用理論值 = 是終止測量/構(gòu)建圓1、2，確定X方向，自動生成Y方向A1=建坐標系 /開始,回調(diào):啟動, LIST=

16、 是建坐標系/找平,z正,平面1建坐標系/旋轉(zhuǎn)圓,X正,至圓1,AND,圓2,關(guān)于,Z正建坐標系/平移,X軸，圓1建坐標系/平移,Y軸，圓1建坐標系/平移,Z軸,平面1建坐標系 /平移偏置 ,Z 軸,5建坐標系 /終止模式/DCC工作平面 /Z 正A1為粗建坐標系以下為自動測量 轂孔測量三層，每層采 4 點，構(gòu)建柱體 中心柱=自動/柱體, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =是理論值/0,0,0,0,0,1,228,110 實際值/-0.004,0,0,-0.0000566,-0.0000648,1,228.009,110 目標值/0,0,0,0,0,1測定 /柱體 觸測/基本,114,0,-1

17、10,-1,0,0,114.009,0,-109.994 觸測/基本,0,114,-110,0,-1,0,-0.009,114.013,-110.001 觸測/基本,-114,0,-110,1,0,0,-114.001,-0.003,-110.002 觸測/基本,0,-114,-110,0,1,0,0.001,-113.995,-110 觸測/基本,0,-114,-77.5,0,1,0,0.002,-114.004,-77.5 觸測/基本,-114,0,-77.5,1,0,0,-114.006,-0.001,-77.502 觸測/基本,0,114,-77.5,0,-1,0,-0.003,114

18、.008,-77.5 觸測/基本,114,0,-77.5,-1,0,0,114.001,0.004,-77.499 觸測/基本,114,0,-45,-1,0,0,114.003,0.005,-45.004 觸測/基本,0,114,-45,0,-1,0,-0.009,114.009,-45.001 觸測/基本,-114,0,-45,1,0,0,-114.003,-0.002,-45.002 觸測/基本,0,-114,-45,0,1,0,0,-114,-45 終止測量/圓3=自動/, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =是理論值/330,0,0,0,0,1,54 實際值/330.004,-0.004

19、,0,0,0,1,53.987 目標值/330,0,0,0,0,1 測定/圓 觸測/基本,357,0,-100,-1,0,0,356.996,0.002,-99.995 觸測/基本,330,27,-100,0,-1,0,329.995,26.992,-99.999 觸測/基本,303,0,-100,1,0,0,303.012,0.001,-99.999 觸測/基本,330,-27,-100,0,1,0,330.003,-26.999,-100 終止測量/圓4=特征/圓，直角 ,內(nèi)理論值/0,0,0,0,0,1,226.182實際值/-0.004,0,0,0,0,1,228.009構(gòu)造/圓,射影

20、,中心柱 ,AO=建坐標系/開始，回調(diào):A1, LIST=是建坐標系/找平,Z正沖心柱建坐標系/旋轉(zhuǎn)圓,X正,至圓4,AND,圓3,關(guān)于,Z正建坐標系/平移,X軸,中心柱建坐標系/平移,Y軸,中心柱建坐標系/平移,Z軸,中心柱建坐標系/旋轉(zhuǎn)圓,X正,至圓4,AND,圓3,關(guān)于,Z正建坐標系/平移,X軸，圓4建坐標系/平移,Y軸，圓4 建坐標系 /終止A0為精建坐標系圓-1=自動/, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =是理論值 /330,0,0,0,0,1,54實際值 /330.002,-0.002,0,0,0,1,53.984目標值 /329.989,-0.001,0,0,0,1測定/圓觸測

21、/ 基本,356.989,-0.001,-100,1,180,0,356.993,-0.001,-99.995 觸測 / 基本,331.092,4.677,-100,1,-90,0,331.084,4.675,-99.999 觸測/基本,302.989,-0.001,-100,1,0,0,303.01,-0.001,-100.001 觸測/基本,331.092,-4.679,-100,1,90,0,331.098,-4.678,-100.002 終止測量/圓-2=自動/, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =是理論值/330,25,0,0,0,1,54 實際值/330.003,25,0,0,0,

22、1,53.984 目標值/329.951,24.997,0,0,0,1 測定/圓 觸測/基本,354.606,23.153,-100,1,180,0,354.635,23.152,-99.995 觸測/基本,342.237,29.097,-1 00, 1 ,-90,0,342.252,29. 1 02,-99.998 觸測/基本,305.693,27.136,-100,1,0,0,305.739,27.132,-99.998 觸測/基本,319.48,20.604,-100,1,90,0,319.5,20.611,-100.001 終止測量/圓-3=自動/, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =

23、是理論值/330,120,0,0,0,1,54 實際值/329.993,120.003,0,0,0,1,53.988圓-4圓-5圓-6目標值/330.005,120.004,0,0,0,1 測定/圓 觸測/基本,357.005,120.004,-100,1,-60,0,356.99,120.003,-99.995 觸測/基本,331.11,124.681,-100,1,30,0,331.113,124.678,-99.998 觸測/基本,303.005,120.004,-100,1,120,0,302.997,120.005,-99.998 觸測/基本,331.106,115.327,-100

24、,1,-150,0,331.107,115.327,-99.998 終止測量/=自動 /, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =是 理論值/330,145,0,0,0,1,54 實際值/329.991,145.004,0,0,0,1,53.991 目標值/330.071,144.995,0,0,0,1 測定/圓 觸測/基本,354.726,143.152,-100,1,-60,0,354.638,143.158,-99.996 觸測/基本,342.355,149.094,-100,1,30,0,342.358,149.094,-99.998 觸測/基本,305.813,147.133,-100,

25、1,120,0,305.731,147.141,-99.998 觸測/基本,319.601,140.604,-100,1,-150,0,319.609,140.607,-99.998 終止測量/=自動 /, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =是 理論值/330,-120,0,0,0,1,54 實際值/330.025,-119.997,0,0,0,1,53.985 目標值/330.039,-120.01,0,0,0,1 測定/圓 觸測/基本,357.039,-120.009,-100,1,60,0,357.019,-120.009,-99.994 觸測/基本,331.137,-115.333,-

26、100,1,150,0,331.147,-115.322,-99.998 觸測/基本,303.039,-120.011,-100,1,-120,0,303.031,-120.012,-99.998 觸測/基本,331.146,-124.687,-100,1,-30,0,331.143,-124.672,-99.999 終止測量/=自動 /, 顯示所有參數(shù) =否, 顯示觸測 =是 理論值/330,-95,0,0,0,1,54 實際值/330.024,-94.999,0,0,0,1,53.999 目標值/329.991,-95.011,0,0,0,1 測定/圓 觸測/基本,354.647,-96.

27、854,-100,1,60,0,354.649,-96.854,-99.995 觸測/基本,342.273,-90.911,-100,1,150,0,342.301,-90.899,-99.998 觸測/基本,305.732,-92.873,-100,1,-120,0,305.733,-92.872,-99.998 觸測/基本,319.524,-99.404,-100,1,-30,0,319.552,-99.39,-99.999 終止測量/附二：檢測報告DATE=6/10/2010零件名：SS8主動輪修訂號：1TIME=10:54:04 AM序號：999統(tǒng)計計數(shù)：1極半徑330.000330.0030.003極角25.00025.0000.000特征直徑:54.0000.0300.0000.00053.984-0.0160