位置度的三坐标测量方法的实践.doc

位置度的三坐标测量方法实践 近几年来公司机加产品数量的增多，主要以整体车轮等机加件为主，常常要控制车轮要素间的相互位置，以保证车轮装配和工作性能，如轮与齿轮之间的销子等连接件连接。在轮对上用于连接的销孔，加工时总会偏离其最理想的位置。为了让车轮上的销孔与销子更好地连接，销子孔的直径，轮对上孔与孔的中心位置的误差。通常控制孔中心位置的方法有两种：坐标尺寸和位置度公差，其中位置度公差是在尺寸公差的基础上，随着产品成批、大批量的生产的要求和加工、制造技术的提高而发展起来的。目前，位置度误差一般采用三坐标机来测量，这是因为三坐标测量机具有独特测量位置度功能，其高自动化、高精度、高效率的检测和数理统计方法是其他任何方法和任何设备多无法相比的。我公司所采用的测量软件是PC-dims、测量精度为（4±L/1000）μm。 PC-dims测量软件简介 PC-dims是一套全新的测量软件，其蕴含强大的测量几何位置公差的功能，已广泛用于各个行业。在整个过程中，测量控制系统稳定，操作简单，软件易学易懂。它的编程、修改可在同一环境下进行，可以像word一样进行剪贴、复制，测量后生成的程序可实现自动测量，测量采用的算法为最小二乘法。同时，此测量软件还可以对UG、CATIA等实体模型可直接导入，在建立模型坐标系后直接进行测量。 位置度误差基本概念 位置度公差定义 位置度误差是以带方框的理论正确尺寸给定被测要素的理想位置，并对每个测量要素给定位置度误差，以此限制被测要素的实际位置对理想位置的变动（偏离）。 当然位置度误差既可以用于单一元素，也能用于组合元素，例如，点的位置度、线的位置度、面的位置度。不过在用于组合元素时，应注意所涉及的每个元素都应有位置度误差要求。 同时，位置度误差是相对的，可以依靠基准，也可以不依靠基准。 位置度误差的扩展应用 位置度误差除用于互相平行、垂直或呈圆周分布的孔组外，还可以用于控制类似的场合。同轴度和对称度可视为位置度的特例。 公司中的测量实例（SS8型电力机车主动轮） 1、公司基本境况 随着本公司的技术快速发展，电力机车检修能力的不断提高，机车的检修车型也在逐年增多，在线检测量也逐渐增加，其中包括以下：SS4B型、SS6B型、SS7C型抱轴承箱， SS7D型、SS7E型 、SS8型、SS9型空心轴套，以及以上除SS4B型、SS6B型外其他车型主动轮对检测工作。在这里主要以轮对位置度检测作为实例具体说明，轮对作为机车走行部的关键部件，对其相对位置的尺寸控制必不可少，现场检测也就成为关键的测量过程，而检测报告也成为交车的必备。与此同时，公司在不断开展降本增效活动，而有检测就会出现不合格品，如何检测、检测方法的选择至关重要。 2、实例说明 将近期检测的SS8型电力机车主动轮检测说明检测过程、方法，并在附一、附二中有测量程序、测量结果评价。 （1）准备工作 将轮表面用工业酒精擦拭干净，恒温24小时，保证测量数据准确。 （2）测量过程 粗建坐标系，在轮的端面采4点，构建平面，作为法向Z轴，定Z=0；轮的毂孔、销孔各采4点，构建圆，以两圆的连线建X轴，自动生成Y轴，毂孔定X=0，Y=0。 选择自动测量，再进行精建坐标系，主要考虑到毂孔和销子孔是一刀产品，并以毂孔找正建立一体坐标系，提高了测量精度，确保了数据的可靠性。 （3）结果评价 PC-dims提供了一种最完成的一体化为制度测量方案，其评价特征、参数选择、基准选择、特殊要求如下图可知，不仅能能解决各种要求的位置度测量，而且操作简单，输出直观的图文；不仅能给出测量值大小，还能提供偏移方向，并且可以进行坐标系平移、旋转，使测量数据优化。 （4）加工设备调整 虽然可以从检测报告看出位置度是合格的，为了找出加工设备产生加工偏移的原因，避免设备偏移更大，正真加工出不合格产品，还需要在调整设备，以保证设备的加工能力。从报告中可知，位置圆5、6的极半径大了0.025mm，说明在加工过程中位置圆5、6的x、y方向走刀走的不到位，虽然不影响测量结果，但不能保证每一次都可以，误差都具有累计效果。因此，设备保养、工装维护（例如，刀片在加工几组轮后更换，必须在加工卡片中有明确规定）必须重视。而随季节温度变换，测量数据不可靠时，分析原因，这是测量程序也必须做出相应的修改。确保测量数据准确、可靠。 四、结束语 正确利用三坐标对主动轮位置度的检测，通过前期准备、坐标系粗建、精建，以及坐标系的平移、旋转来分析优化测量数据，才能得到正真意义上的测量结果，这对降低公司成本，保证产品质量，缩短机车检修周期，为下一个检修期打好基础，提高公司在行业内的综合竞争力有积极的意义。 附一：检测程序 DATE=6/10/2010 TIME