专利名称：：一种圆周均布孔位置度误差的三坐标测量方法

技术领域：

：本发明属于测量

技术领域：

，涉及一种位于同一圆周上的均布孔位置度误差的三坐标测量方法。二

背景技术：

：在三坐标测量机上检测位于同一圆周上的均布孔位置度误差，以便确定该产品是否是合格产品，是一个比较大的难题，为满足均布孔在加工过程中的检测要求，需要确定一套在三坐标测量机上检测均布孔位置度误差的方法和程序。我们知道，位置度是指点、线或面的实际位置对其理论位置的最大距离，理论位置是图纸给定的，它是相对基准而言的。而点的位置度公差带是直径为公差值cln，且以理论位置为中心的圆。位置度误差计算以a为理论圆心、a”点为被测孔的实际圆心，aa’为半径的圆是理论圆心a的公差带。当测得被测孔实际圆心a〃点的径向误差为ab及周向误差为a〃b时，其位置度误差为aa”=2aa”=2a/aB2+a”B2这样计算出的位置度误差只是在图纸规定了起始基准孔的位置，即相对于给定坐标轴的情况下才适用。目前使用的方法和程序中采用的上述计算方法，该方法和程序不能驱使三坐标测量机自动测量，只能手动采点测量被测孔圆心的实际坐标，然后以每一个孔的圆心理论坐标为基准分别计算位置度误差，计算时每一个孔的圆心理论值都要依次输入，重复测量时还要重新输入，孔数较多时很不方便，测量和计算过程都很繁琐，效率低。且无法实现自动测量和自动计算未给定起始基准孔位置时的位置度。只能人为确定起始基准孔，再进行测量和计算。由于用均布孔中不同位置的孔作起始基准孔，其计算结果相差较大，不符合图纸上规定的检测要求。所以，经常是由于测量和计算的错误，而使一个在实际装配中合格产品，而被检测为不合格产品，按照不合格产品处理，给厂家带来了巨大损失。因此，怎样找到一个能使三坐标测量机实现自动测量和自动计算，且对给定起始基准孔基准和未给定起始基准孔基准都能准确测量，通用性高、计算简单的方法是非常迫切的。三、

发明内容-本发明的目的就是解决现用技术中存在的上述问题，提供一种能使三坐标测量机实现自动测量和自动计算，且对给定起始基准孔基准和未给定起始基准孔基准都能准确测量，通用性高、计算简单的圆周均布孔位置度误差的三坐标测量方法。本发明的目的是通过以下技术方案实现的一种圆周均布孔位置度误差的三坐标测量方法，其特征在于它包括以下步骤(1)通过计算确定被测孔的圆心理论坐标设被测孔理论圆心A分布园直径为D、被测孔径为d、测量深度为Z，为一个定值、被测孔数为N、起始角为0和分度为S时，被测孔标定的位置顺序号为M，M为0、1、2……N-1，则被测孔的理论圆心A的理论坐标x0=l/2DXCOS(阔S),y0=l/2DXSIN(e+M6);(2)以被测孔圆心的理论坐标为目标点，由被测孔数N控制测孔时的循环次数，被测孔径d和测量深度Z控制对被测孔表面进行测点，测量被测孔圆心的实际坐标；(3)计算被测孔的圆心的周向相对误差和径向误差A点为理论圆心，A〃点为实际圆心，Aa为实际极角a〃与理论极角a之差，OA为理论极径，OA”为实际极径，则周向相对误差A”B=OA”SIN(Aa)径向误差AB=OB-OA=OA”COS(Aa)-OA(4)计算位置度误差，找出最大位置度误差，并判明是否超差分为以下两种情况1.1当给定起始孔位置基准，按照周向相对误差和径向误差来确定位置度误差AA”=2AA”=2^AB2+A”B2，找出最大位置度误差AA”，与图纸上给出的理论公差相比较，判明是否超差；1.2当未给定起始孔位置基准，选出周向相对误差的最大、最小值，各孔周向绝对误差是由周向相对误差减去平均值误差K得到的；K值为各孔周向相对误差的最大和最小值代数和的一半，按照周向绝对误差和径向误差来确定位置度误差AA”=2VAB2+(A”B-K)2，找出最大位置度误差AA”，与图纸上给出的理论公差相比较，判明是否超差。本发明首先解决孔位的自动测量问题，只要通过人机对话输入孔心分布圆直径、被测孔径、测量深度、孔数、起始角和分度，程序便可计算出每孔圆心理论坐标，测头通过圆心理论定位对孔进行测量后，可测出每一孔的圆心实际坐标。从而解决了孔位的自动测量问题。由于不需要输入每一个孔的圆心理论坐标，因差，当要求测量未给定起始孔位置基准的位置度误差时，再自动计算每一孔的周向绝对误差，给定起始孔位置基准的位置度误差由周向相对误差及径向误差计算，未给定起始孔位置基准的位置度误差由周向绝对误差及径向误差计算，这样就实现了根据图纸要求对给定基准孔基准和未给定基准孔基准的两种情况，采取不同的位置度误差的计算方法进行计算，计算结果准确，计算简单。由于是通过程序驱使三坐标测量机进行自动测量和计算，因此测量结果的重复性小，测量效率高。当被测孔数较多时尤为明显。不论被测孔数多少，只要被测孔分布圆直径不超过三坐标测量机的测量范围，都可用本测量方法进行测量。因此本测量方法的通用性很好。总之，本发明充分发挥了三坐标测量机快速、准确的特点，提高了生产效率。程序的通用性在于既可测量位于同一圆周上的任意孔数的均布孔的圆心坐标，又可根据图纸要求对给定基准孔和未给定基准孔的两种情况分别进行计算并输出计算结果。避免了由于测量和计算的错误，使一个在实际装配中合格的产品被检测为不合格的产品，而给厂家带来的巨大损失。全面解决了在三坐标测量机上对位于同一圆周上的均布孔位置度的测量问题。四图1为本发明计算位置度误差的示意图；图2为本发明计算周向相对误差和径向误差的示意图；图3为实现本发明方法的计算机程序流程图。五具体实施方式下面结合附图对本发明作进一步描述-如图l、图2和图3所示，本发明的同一圆周的均布孔位置度误差的三坐标测量方法，是采用编程来实现的，该程序被存贮在三坐标测量机的中心计算机内，三坐标测量机的运行过程是按照本发明方法的步骤进行的:(1)通过计算确定被测孔的圆心理论坐标将图纸中给定的已知参数，被测孔理论圆心A分布圆直径D、被测孔径d、测量深度z、被测孔数N、起始角e和分度s输入三坐标测量机的中心计算机，如图3中方框l所示，按照以下公式计算被测孔的圆心理论坐标，如图3中方框2所示，Xo二l/2DXCOS(e+MS)，y。l/2DXSIN(阔S)，M为0、1、2……N-1。(2)以被测孔的圆心理论坐标为目标点，由被测孔数N控制测孔时的循环次数，被测孔径d和测量深度Z控制对被测孔表面进行测点，测量被测孔圆心的实际坐标，如图3中方框3所示。(3)计算被测孔的圆心的周向相对误差和径向误差，如图3中方框4所示。如图2所示，设定A点为理论圆心，A〃点为实际圆心，Aa为实际极角a〃与理论极角a之差，0A为理论极径，OA”为实际极径，则按照以下公式计算周向相对误差A”B=OA”SIN(Aa)径向误差AB=OB—OA=OA”COS(Aa)-OA(4)计算位置度误差，找出最大位置度误差，并判明是否超差。分为以下两种情况进行判断，如图3中方框5所示分为以下两种情况1.1当给定起始孔位置基准，按照周向相对误差和径向误差来确定位置度误差AA”=2AA”=2VaB2+A”B2，如图1所示，找出最大位置度误差AA”,与图纸上给出的理论公差》t相比较，判明是否超差；如图3中方框6、8所示。1.2当未给定起始孔位置基准，选出周向相对误差的最大、最小值，各孔周向绝对误差是由周向相对误差减去平均值误差K得到的；K值为各孔周向相对误差的最大和最小值代数和的一半，按照周向绝对误差和径向误差来确定位置度误差AA”=2如2+,-K)2，找出最大位置度误差AA”，与图纸上给出的理论公差4n相比较，判明是否超差。如图3中方框7、8所示。以下为一孔数为24的钻模，位置度公差4)t为0.05，要求对中心基准均匀等距分布，被测孔圆心分布圆直径为4>450、被测孔径为4)25、测量深度为10、孔数为24、起始角为0和分度为15°时，对其进行测量后的计算结果列表如下表。通过以下的测量结果可以看出，以任一孔找正测量后，直接计算出的相对位置度误差最大为0.060mm，超差0.010mra，是一个不合格的钻模。而利用本测量方法经坐标调整后计算出的绝对位置度误差最大为0.045mm，在公差范围内，此钻模是合格的。既符合图纸规定的检测要求，实际装配过程中也满足了互换性的要求。这就充分说明了在三坐标测量机上检测未给定轴向基准的均布孔位置度时，将周向绝对误差的概念和计算方法应用到孔位置度的测量程序中的必要性和重要性。