三坐標(biāo)測(cè)量位置度的方法及注意事項(xiàng)

申學(xué)利 楊麗云

摘 要：位置度檢測(cè)是機(jī)動(dòng)車(chē)零部件檢測(cè)中經(jīng)常進(jìn)行的一項(xiàng)常規(guī)檢驗(yàn)。所謂“位置度”是指對(duì)被評(píng)價(jià)要素的實(shí)際位置對(duì)理想位置變動(dòng)量的指標(biāo)進(jìn)行限制。在進(jìn)行位置度檢測(cè)時(shí)首先要很好地理解和消化圖紙的要求，在理解的基礎(chǔ)上選擇合適的基準(zhǔn)。位置度的檢測(cè)就是相對(duì)于這些基準(zhǔn)，它的定位尺寸為理論尺寸。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)；位置度

1 位置度的三坐標(biāo)測(cè)量方法

1.1 計(jì)算被測(cè)要素的理論位置

①根據(jù)不同零部件的功能要求，位置度公差分為給定一個(gè)方向、給定兩個(gè)方向和任意方向三種，可以根據(jù)基準(zhǔn)體系及確定被測(cè)要素的理論正確位置的兩個(gè)理論正確尺寸的方向選擇適當(dāng)?shù)耐队懊?，如XY平面、XZ平面、YZ平面。②根據(jù)投影面和圖紙要求正確計(jì)算被測(cè)要素在適當(dāng)投影面的理論位置。

1.2 根據(jù)零部件建立合適的坐標(biāo)系。在PC-DMIS軟件中，可以把基準(zhǔn)用于建立零件坐標(biāo)系，也可以使用合適的測(cè)量元素建立零件坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)的元素和基準(zhǔn)元素可以分開(kāi)。

1.3 測(cè)量被測(cè)元素和基準(zhǔn)元素。在被測(cè)元素和基準(zhǔn)元素取點(diǎn)擬合時(shí)，最好使用自動(dòng)程序進(jìn)行，以減少手動(dòng)檢測(cè)的誤差。

1.4 位置度的評(píng)價(jià)。①在PC-DMIS軟件中，位置度的評(píng)價(jià)可以直接點(diǎn)擊位置度圖標(biāo)。②在位置度評(píng)價(jià)對(duì)話(huà)框中包含兩個(gè)頁(yè)面，特征控制框和高級(jí)，首先根據(jù)圖紙要求設(shè)置相應(yīng)的基準(zhǔn)元素，在基準(zhǔn)元素編輯窗口中只會(huì)出現(xiàn)在編輯當(dāng)前光標(biāo)位置以上的基準(zhǔn)特征，如圖1所示。③基準(zhǔn)元素設(shè)置完成，回到特征控制框選擇被測(cè)元素，設(shè)置基準(zhǔn)，輸入位置度公差。④在位置度評(píng)價(jià)的對(duì)話(huà)框中選擇高級(jí)，在此對(duì)話(huà)框中可以設(shè)置特征控制框尺寸的信息輸出方式和分析選項(xiàng)。如圖2的對(duì)話(huà)框，在標(biāo)稱(chēng)值一欄中手動(dòng)鍵入被測(cè)要素的理論位置值，點(diǎn)擊評(píng)價(jià)。

1.5 在報(bào)告文本中刷新就可以看到所評(píng)價(jià)的位置度結(jié)果。

2 三坐標(biāo)測(cè)量位置度的注意事項(xiàng)

2.1 評(píng)價(jià)位置度的基準(zhǔn)元素選擇和建立坐標(biāo)系的元素選擇有相似之處，都要用平面或軸線(xiàn)作為A基準(zhǔn)，用投影于第一個(gè)坐標(biāo)平面的線(xiàn)作為B基準(zhǔn)，用坐標(biāo)系原點(diǎn)作為C基準(zhǔn)。如果這些元素不存在，可以用構(gòu)造功能套用、生成這些元素。

2.2 對(duì)位置度公差的理解。如位置度公差值t前加注φ，表示公差帶是直徑為t的圓內(nèi)的區(qū)域，圓心的位置由相對(duì)于基準(zhǔn)A和B的理論值確定。（如圖3）

如位置度公差值前加注Sφ，表示公差帶是直徑為t的球內(nèi)的區(qū)域，球心的位置由相對(duì)于基準(zhǔn)A、B和C的理論值確定。（如圖4）

2.3 對(duì)于深度小于5mm的孔，可以直接計(jì)算測(cè)量其位置度。對(duì)于深度大于5mm的孔，必須采用先測(cè)量圓柱，然后與上、下端面求相交，再對(duì)交點(diǎn)求位置度的方法來(lái)控制測(cè)量誤差，上、下端面一般是指整個(gè)孔的兩端面?；蛘弑M量取靠近兩端面孔的截面位置，如果僅測(cè)量一個(gè)截面，求其位置度是不能保證此孔在整個(gè)長(zhǎng)度范圍上所有截面的位置度都合格的。因?yàn)榻稽c(diǎn)是圓柱軸線(xiàn)與兩端平面相交得到，不管軸線(xiàn)方向往哪個(gè)方向傾斜，如果兩端交點(diǎn)位置度合格，中間各截面的位置度也應(yīng)該是合格的。

2.4 對(duì)于有延伸公差帶要求的，評(píng)價(jià)時(shí)要包含延伸的長(zhǎng)度。

2.5 在位置度公差設(shè)置時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)[M] [L] 圖標(biāo)，它們的含義各不相同，其主要目的是為了尺寸公差和形狀、位置度公差之間的相互補(bǔ)償。

①孔的最小實(shí)體位置度公差。

它的含義是計(jì)算位置度時(shí)，要遵守最小實(shí)體狀態(tài)原則，并按最小實(shí)體要求輸出其位置度誤差值，如上所示φ14的孔，當(dāng)其實(shí)測(cè)值小于φ14，例如為φ13.9時(shí)，孔的最小實(shí)體位置度公差補(bǔ)償值=13.9-14。

它輸出的位置度公差值=|13.9-14|+φ0.5。

②孔的最小實(shí)體位置度公差（以孔為基準(zhǔn)）。

它的含義與①相同，與①的不同之處是它的基準(zhǔn)是規(guī)定的孔，即要先測(cè)量基準(zhǔn)孔，再測(cè)量被測(cè)孔，軟件自動(dòng)計(jì)算出包含最小實(shí)體要求的位置度誤差值。

③孔的最大實(shí)體位置度公差。

它的含義是計(jì)算位置度時(shí)，要遵守最大實(shí)體狀態(tài)原則，并按最大實(shí)體要求輸出其位置度誤差值。如上所示φ14的孔做到φ14.1時(shí)，孔的最大實(shí)體位置度公差補(bǔ)償值=14.1-14，它輸出的位置度公差值=（14.1-14）+φ0.5。

④孔的最大實(shí)體位置度公差（以孔為基準(zhǔn)）。

它的含義與③相同，與③的不同之處是它的基準(zhǔn)是規(guī)定的孔，即用三坐標(biāo)測(cè)量時(shí)要先測(cè)量基準(zhǔn)孔，再測(cè)量被測(cè)孔，軟件自動(dòng)計(jì)算出包含最大實(shí)體要求的位置度誤差值。

2.6 基準(zhǔn)的選擇順序也是非常重要的，順序不同，評(píng)價(jià)出來(lái)的結(jié)果也完全不同。

在位置度的檢測(cè)時(shí)要按照?qǐng)D紙標(biāo)注的要求設(shè)置選擇，但是設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)圖紙時(shí)不一定考慮到測(cè)量的問(wèn)題，因此有時(shí)圖紙會(huì)給測(cè)量人員帶來(lái)很大的誤解和麻煩，我們不見(jiàn)得非要按照?qǐng)D紙不合理的標(biāo)注來(lái)搞很復(fù)雜的測(cè)量，可以及時(shí)和廠家設(shè)計(jì)員溝通，更好地理解產(chǎn)品的要求，簡(jiǎn)單準(zhǔn)確地做好檢測(cè)工作。