59 西飞 基于三坐标测量机的位置度误差检测技术研究-禄超峰.pdf

基于三坐标测量机的位置度误差检测技术研究 西飞公司 禄超峰 【摘要】本文主要讲述了结合三坐标测量机应用软件，实现数字化检测的方法。 本文致力于通过对数字化技术的研究，结合三坐标测量机功能，深入探讨学习各 种形位误差的评定方法，总结出各种形位误差的数字化检测及评定方法，使得测 量结果不仅能提供一个定量的误差值，而且能定向地说明偏离方向。既便于产品 返修，又便于产品质量分析。 关键词：数字化 三坐标测量机 形位误差 一、 引言 随着飞机制造业数字化工程的展开，数字化制造已成为我们航空企业生产 发展的方向，这就要求数控检测技术与之相适应，实现对产品的数字化检测，以 满足科研生产的快速发展及质量要求。国外先进的航空企业已将数字化检测技术 用于数控测量中，如波音、空客等大型航空制造公司。在对形位公差的测量方面， 仅是借助于测量机的检测功能进行测量，对其测量原理理解不深，测量完全依赖 于测量机软件功能，没有充分发挥其数控检测能力的作用。而测量软件对形位误 差进行评定，其测量结果只能提供一个定量的误差值，不能定向地说明偏离方向。 如：测量对称度，其测量结果只能定量的反应出对称度偏差的数值，不能定向的 反映出对称度偏差的方向；利用测量软件功能对轮廓度的检测，其结果只能反映 出整个面的轮廓度误差，不能准确的反映出，具体部位超差的数值。所以直接利 用测量机功能进行检测，既不便于产品返修，又不便于产品质量分析。因此，有 必要对其数字化检测技术进行研究,实现形位公差的数字化检测。 结合三坐标测量的特点，研究数字化检测形位公差，建立相应的零件坐标系， 通过点的坐标值就可以直观的反映实物整个形体质量及偏离方向，既便于对不合 格产品的返修，又便于工艺部门更为准确的对产品质量进行分析，促进工艺方法 的改进。数字化检测水平的高低直接影响着产品的质量及交付进度。因此研究产 品数字化检测技术，提高工作效率，提高整个产品质量，具有重大的现实意义。 二、面轮廓度检测技术研究 如图所示，面轮廓度公差带是包络一系列直径为公差值0.02的球的两包络面 之间的区域，诸球的球心应位于具有理论正确几何形状的面上。当被测要素的理 想轮廓相对基准没有位置要求时，属于形状公差；当被测要素的理想轮廓对基准 [1] 有位置要求时，属于位置公差 。 数字化检测面轮廓度误差：在产品CAD模型被测面上提取理论测量点，将得 到的型面上点位的理论数据及法矢方向，编辑成一个理论数据文本文件,再应用 数控测量矢量点程序对零件轮廓进行测量，得到实际点位,通过实际点位与理论 点位进行比较,判断被测点位沿矢量方向的总误差是否满足公差要求[2]。其轮廓 度误差评定是沿着被测面每点的法向将X，Y，Z三个方向综和评定，采用公式： f =I*(X - x )+J*(Y - y )+K*(Z - z ) I,J,K分别是X, Y,Z三个方向的矢量分量， i i i i i i i X , Y Z 为各点实际坐标值，x ，y ，z 为各点理论坐标值。 i i, i i i， i 球 理 想 轮 廓 面 面轮廓度公差带分析图 当面轮廓度为形状误差时，可根据测量点的坐标值，与曲面进行最佳拟合， 达到所有测量点的最佳状态，进行最终的点位评定。 当面轮廓度为位置误差时，可根据测量点的坐标值，在所给定的位置方向上 （所标注的基准上）不能进行平移和旋转，其它方向上进行任意的平移和旋转， 直到所有的点位达到最佳状态，进行最终的点位评定。 如对下面工件进行检测： 工作面