三坐標(biāo)測量儀在大半徑小圓弧測量中的應(yīng)用

　　三坐標(biāo)測量機(jī)不同于二次元影像測量儀，它可以實(shí)現(xiàn)三維檢測，三坐標(biāo)測量儀在檢測過程中，同樣也有許多需要我們注意的地方，對于大半徑小圓弧的檢測，就是每個(gè)操作人員所需要掌握的，也是很難掌握的三次元的檢測功能之一。

　　大半徑小圓弧(以下簡稱小圓弧)中心坐標(biāo)和直徑的測量，一直視為三坐標(biāo)測量機(jī)檢測的一項(xiàng)技術(shù)難題。不少用戶對此都曾作過研究，其結(jié)論基本上都?xì)w結(jié)到一點(diǎn)，這就是直接影響小圓弧測量結(jié)果準(zhǔn)確性的原因是采樣范圍受到了限定，造成采樣信息量明顯減少，而且弧長越短信息量損失越大，測量的數(shù)據(jù)當(dāng)然也就難以讓人接受了。

　　從實(shí)踐中我們發(fā)現(xiàn)，在進(jìn)行小圓弧坐標(biāo)和直徑的測量過程中，無論圓心坐標(biāo)還是圓的直徑，當(dāng)其中一個(gè)參數(shù)為已知條件時(shí)，則另一個(gè)參數(shù)就能夠比較滿意地通過測量而獲得。也就是說，已知圓心坐標(biāo)求直徑，或者已知直徑求圓心坐標(biāo)。然而，現(xiàn)實(shí)工件的檢測中并非如此，占多數(shù)情況的卻是圓心坐標(biāo)和圓的直徑都是未知的，只不過我們根據(jù)圖樣要求和實(shí)際情況將其中一個(gè)加工精度較高的參數(shù)當(dāng)作了已知條件，這就是下面方法之所以能夠提出的必要前提條件。

　　方法1、預(yù)置理論圓弧直徑測圓心坐標(biāo)(該方法用于圓弧直徑加工精度較高時(shí))：

　　具體操作過程如下：

　　在進(jìn)行內(nèi)外圓弧測量時(shí)，調(diào)用測圓功能后須先給定一個(gè)理論圓弧直徑，然后進(jìn)行若干采點(diǎn)，系統(tǒng)便自動(dòng)計(jì)算出圓弧的中心坐標(biāo)。

　　若沒有該測量功能，則可采用下列方法做近似測量，為簡化操作和計(jì)算，亦可自行編制一個(gè)小程序。其操作方法是，在進(jìn)行該測量時(shí)須先以PICK(不帶測頭半徑補(bǔ)償)的方式在圓弧兩端點(diǎn)處各采一點(diǎn)，程序用其連線建立新的零件參考系第2軸，并平移原點(diǎn)至兩點(diǎn)中點(diǎn)上。隨之程序便以CNC方式過中點(diǎn)進(jìn)行法向采樣，帶測頭半徑補(bǔ)償?shù)膱A弧點(diǎn)坐標(biāo)便獲得了，由于這個(gè)點(diǎn)正處在坐標(biāo)軸線上，所以，通過給定理論圓弧半徑便可方便地求出當(dāng)前坐標(biāo)系圓弧中心坐標(biāo)，而圓弧的實(shí)際中心坐標(biāo)只要轉(zhuǎn)換到原坐標(biāo)系就行了。

　　方法2、預(yù)置理論圓心坐標(biāo)測圓弧直徑(該方法用于圓心坐標(biāo)加工精度較高時(shí))：

　　具體操作過程如下：

　　在測量圓弧時(shí)，先將圓弧所在平面的參考原點(diǎn)平移到圓弧理論中心上，使之成為新建零件參考系的原點(diǎn)，然后在圓弧上進(jìn)行若干2D極向量(帶測頭半徑補(bǔ)償)的采點(diǎn)，測量完畢后將各測得R值計(jì)算平均值后乘以2，其結(jié)果即視為圓弧實(shí)際直徑，隨后恢復(fù)原參考系。

　　若沒有2D極向量測點(diǎn)功能，則可采用PICK(不帶測頭半徑補(bǔ)償)的測點(diǎn)方式，其R值為原點(diǎn)到測頭中心的距離。計(jì)算方法與上面相同，只不過結(jié)果運(yùn)算時(shí)根據(jù)內(nèi)外圓弧測量還需加上或減去一個(gè)測頭直徑補(bǔ)償。

　　測量數(shù)據(jù)的再處理:

　　上述兩種測量方法對加工精度越高的零件測量效果越好。而需要指出的是，當(dāng)給定的理論參數(shù)與實(shí)際偏離較大時(shí)，測量效果就顯著下降，此時(shí)測量結(jié)果的置信度必須根據(jù)圖樣給定公差的大小而定。反之，就要對已測量的數(shù)據(jù)進(jìn)行再處理。其方法是在圖樣給定公差范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整理論圓弧中心位置，看其原測量R值的變化，若兩者均在公差范圍內(nèi)就視為合格;另一種方法是在圖樣給定公差范圍內(nèi)適當(dāng)調(diào)整理論圓弧半徑，看其原測量圓弧中心坐標(biāo)的變化，若兩者均在公差范圍內(nèi)就視為合格。