海克斯康几何量测量技术应用论文集.pdf

O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZ目录应用技术.1如何合理利用PC-DMIS软件提高三坐标测量白车身的效率.1奇瑞汽车股份有限公司规划设计院质量保证部 王雨 张世玉PC-DMIS应用技巧IV.4山西柴油机工业有限责任公司 东营嘉扬精密金属公司 邢建忠1曹玉飞2用零件数模如何测量检具上的孔.22山东捷众汽车零部件有限公司辛树珍PC-DMIS软件对形位公差的计算原理.32富曜精密组件（昆山）有限公司品保部余峻关于PC-DMIS软件测量运用.44鹰普（中国）有限公司李广飞班景江三坐标测量程序高级编程一宏的应用.57南京船舶雷达研究所郑东三坐标编程-控制对语句的应用分析.64中航工业哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 李朋 席岷控制语句在箱体测量中的重要性.85苏州高瑞精密仪器有限公司池卫华与基准面不垂直定位销的三坐标测量技术及其应用.99奇瑞汽车股份有限公司规划设计院张无忧使用循环命令配合坐标系旋转测量特征呈圆周阵列分布的工件.114麦格纳汽车系统（苏州）有限公司袁文军浅谈坐标系元素的构造及坐标系的建立.123衡阳北方光电信息技术有限公司易旭萍2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集 rO H EXAGON t g 百斯库METROLOGY 71350丹1 J近如何在手动测量矢量点时加入板厚补偿.132山东捷众汽车零部件有限公司辛树珍在PC-DMIS中制作报告模板一例.136西安航空动力控制公司朱立强QUINDOS中的掩码及其应用.141天津华盛昌齿轮有限公司崔建军穆津生PT坐标系测量应用.145深圳先进微电子科技有限公司何仕辉轮廓扫描与逆向工程.152曲线检验方法的量化研究及应用.152红塔烟草集团有限责任公司李存华应用QUINDOS软件测量平面凸轮的方法.165江苏省南京市南京造币有限公司质管部王伟影像测量系统在逆向、轮廓对比中的应用.176英格索兰（常州）工具有限公司 黄国兴典型应用案例.182ROMER关节臂测量机数字化测量的典型应用.182哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 计量科 孙卓 崔柏慧 席岷 李艳双点到平面/点的距离在车身焊接夹具测量中的应用.190奇瑞汽车股份有限公司规划设计院张无忧三坐标数据模拟在汽车覆盖件模具生产中的应用.200天淇汽车模具有限公司石炳欣叶根测具的数字化检测.207中航工业哈尔滨东安发动机（集团）有限公司理化计量中心 张野同轴度测量方法在机床床头箱体加工中的应用.2122009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集2O H EXAGON t g 百斯库METROLOGY J近1.天津冶金职业技术学院；2.河南安彩集团模具厂柴书彦1,刘洪涛2,程金宏2数模检测中一典型问题的解决方案.215中航工业哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 李艳双 席岷 崔柏慧测量环形件产品的技巧与通用程序.222荷兰欧洲机电设备配件中国发展有限公司宁波办事处 陈厚德多感三坐标检测功能的开发.230中航工业东安发动机（集团）有限公司理化计量中心 孙艳玲 胡荣华辅助工装在现场实例中的应用.234奇瑞汽车股份有限公司质量保证部、规划设计院 王雨 张世玉对表件的快速测量.238中航工业哈尔滨东安发动机（集团）有限公司 赵毅 金磊 倪勇 侯阳磨床夹具新测量方法的开发.244中航工业哈尔滨东安发动机（集团）有限公司理化计量中心孙慧萍王雁杰实用技术.254TS工具与三坐标工作实践的紧密结合FMEA篇.254长春长铃汽油机有限公司杨力恒UG NX在三坐标测量中的应用.259山东捷众汽车零部件有限公司辛树珍交流园地.264三坐标测量机（Glo ba l Perfo rma nce）的使用操作指引.264广东省东莞市科铸金属制品有限公司 李冉关于三坐标测量机的测量软件验证及期间核查.271诺卡（天津）机械有限责任公司 刘颖三坐标测量基础技巧探讨.276长春长铃汽油机有限公司杨力恒2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集3O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZ关节臂测量机的特点及应用.279中国重型汽车集团公司济南卡车公司工具厂 陈鹏浅析圆跳动的测量.282海德堡印刷设备（上海）有限公司 王文书键槽深度的测量方法.287海德堡印刷设备（上海）有限公司质量部王文书圆跳动测量技巧总结.291海德堡印刷设备（上海）有限公司 王文书几何量直线度误差在检测方现场中的应用.298山东德州德隆（集团）机床有限责任公司胡艳君、文I铸平面度简易检测方法的比较.302海德堡印刷设备（上海）有限公司王文书2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集4O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZ应用技术如何合理利用PC-DMIS软件提高三坐标测量白车身的效率王雨张世玉奇瑞汽车股份有限公司规划设计院、质量保证部摘要:现在的白车身设计为了提高其观赏性和整体性能采用流线型设计已经成为主流。为了保证其复 杂外形的质量，全自动双悬臂测量机测量是必不可少的设备。如何提高测量效率是个值得探讨问题。以 PC-DMIS测量软件为例，其参数设置非常重要。以下是经验之谈希望和大家共同分享，通过这种方法 我把本公司白车身的测量时间从120分钟降至80分钟。关键词:被测特征移动速度找孔读位置驱动值具体方法：一、驱动值对程序的影响测量程序在运行中停止是影响测量效率的主要原因，所以我们需要关注如何提高测量 程序的流畅性。一句测量程序主要有三句组成，分别是理论值、实测值、驱动值。其实三坐标运行是 按照第三句驱动值来运行的，所以驱动值是决定测量程序是否流畅的主要因素。目前大多 数整车测量程序的来源主要有两个方面，分别是理论值当作作驱动值和第一次的实测值当 作驱动值。当然当产品加工精度高和产品质量稳定时，以上两种测量方法可用，白车身是 焊接件，受冲压件、工装夹具、人员操作等影响，质量不稳定，如果采用上述方法就有些 欠妥了。我们应该根据不同测量特征和不同的测量探针用不同方法的理论值。白车身的常用探针宝石头直径是3 mm,我就以3 mm探针为例。比如被探测特征是圆 孔，直径是10 mm。当车型批量生产以后，偏差平均值小于3 mm,且在理论值上下波动小 于3 mm可以把最近月测量值平均值当作驱动值直接测量，不需要设置自动找孔和手动找 2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集1O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZ位置。原理是探针半径1.5 mm加3 mm偏差等于4.5mm,距空心4.5处探入孔内留0.5mm 作为安全余量。公式为：平均偏差VDEV+探针半径r被测孔半径R-0.5mm。当被测孔不 在此范内孔径又大于5mm时在自动找孔中可设置si ngle hi t模式，这种设置是测量机先在 孔内探测一下如果不碰壁程序会继续自动执行，如果碰壁程序会切换成手动找位置。设置 找孔时要注意：一、测头角度与预备测量空的法线夹角过大时不能设置自动找孔。二、设 置自动找孔采取cent er模式时应注意垂直于孔法向的驱动值应比理论值的绝对值大3 mm 左右，这样可以避免找不到孔壁时程序出错的机率。这样可以提高程序的自动化程度，减 少操作的劳动强度。使操作者减少因劳动强度过高而出现安全事故。依此类推使用各种的 测量。下面是一个测量圆孔具体案例表一偏差值表日期轴向2008-8-132008-8-132008-8-212008-8-212008-8-232008-8-25 2008-8-252008-8-262008-8-26平雕差耨号104194#1041938105446#105443#105735#106270#106064#106320#106271#LCI R1X1.81.50.90.91.41.20.71.91.01.3Y0.9C.31.01.01.10.70.31.50.70.8Z-0.3-1.2-0.3-0.30.50.6-0.51.41.50.2LCI R2X1.92.12.22.22.42.22.52.62.32.3Y-1.2-1.1-2.5-2.5-0.8-2.5-2.5-2.2-2.8-2.0Z-2.4-1.8-4.24 2-1.3-0.6-2.6-0.7-0.9-2.1飙就日期日期2008-8-132008-8-132008-8-212008-8-212008-8-232008-8-25 2008-8-252008-8-262008-8-26聘偏差耨号耨号104194#104193#105446#105443#105735#106270#106064#106320#106271#LCI R1X4 87.5487.24 86.64 86.64 87.14 86.94 86.44 87.64 86.74 87.0Y-781.2-781.8-781.1-781.1-781-781.4-781.8-780.6-781.4-781.3Z284.6283.7284.6284.6285.4285.5284.4286.3286.4285.1LCI R2X2864.92865.12865.22865.22865.42865.22865.52865.62865.32865.3Y-833.4-833.3-834.7-834.7-834.7-834.7-834.4335-834.2Z352352.6350.2350.2353.1353.8351.8353.7353.5352.3计算理解符合直翻慢魅:1.3+1,5THEO/2863.%-83 2.8,353.3,-0.0150268,-0.9998403,0.0096733,26.1，AZTI/2865.2,-83 4.1,354.9,-0.0065513,-0.9999065,0.0120031,26.2 TARG/2865.3,-83 4.2,352.3,-0.0150268,-0.9998403,0.0096733 JDWPOINT,2787.2,-982.8,316.5，WVE/POINT,2573,-983.6,853.I程序说明：程序的前三句分别是逼近距离、回退距离、探测距离，第四句是测量机移动速度、第 五句是测头文件名、第六句是测头角度、第七句是探测速度、第八句是测量特征、第九句 是理论值、第十句是实测值、第十一句驱动值。二、测量参数对程序的影响参数数的设置也是影响测量效率的重要原因。首先逼近距离、回退距离、探测距离和 测量特征中的移动距离设置应该相同，这样可以使程序执行起来更流畅。例如：当被测件 比理论值大10 mm时逼近、回退距离设5 mm,探测距离设10 mm测量程序照样走不通，反过来如果回退距离设10 mm,探测距离设5 mm程序也走不过去。其次如果用直径3 mm 的宝石头探针测量直径小于等于5mm孔时应该取消圆弧移动，因为圆弧移动时产生的微 弱抖动可能会碰孔壁产生错误碰撞使程序停止执行命令。由于时间仓促和本人水平有限上文难免有不妥之处，欢迎各位前辈和同行人士来信或 来电批评指正。2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集3O H EXAGON t g 百斯库METROLOGY JU J近PCDMIS应用技巧W邢建忠1曹玉飞2（山西柴油机工业有限责任公司山东东营嘉扬精密金属公司）摘要:本文发表的是PC-DMIS软件应用技巧研究的第四部分，是2006年、2007年、2008年发表同 名论文的续篇。其中有些应用理论、解题思路、新的发现和操作方法还是首次发表，为我们对PC-DMIS 软件应用功能的研究和思路拓展也会起到抛砖引玉的作用。关键词:极坐标编程 轮廓度评价标准一、极坐标自动特征编程时存在的问题和解析方法：以极坐标方式进行零件程序的编写，对于诸如圆形孔阵等均布或非均布圆特征等类型 的坐标和位置度的测量都是非常直观和方便的。然而，对于多个版本的PC-DMIS测量软 件系统来说（也包括PC-DMIS V4.3版本在内），都存在着一个同样的问题：具体说来就是当 以坐标系负轴向为工作平面（即X负/Y负/Z负）创建自动圆特征时，其圆中心进行坐标转换 时，直角坐标方式的截圆深度值和极坐标方式的H值正/负符号不一致，即两者采样截圆深度 值为一正一负，造成理论数值与实际采样位置的误动作。举例来说：程序中给定的采样轴 向深度H为-5,但实际采样却在+5位置，以至于直接影响到采样时触测动作的正:确性和测 头的安全性；同样，当采用极坐标方式创建圆特征时，同一圆柱的两端分别创建的正/负轴 向自动圆特征的极坐标角度也不一致。举例来说，Y正极角30对应的是Y负极角150 ,Y正极角0对应的是Y负极角180）,给对应查找特征以及进行测量数据的对 比分析都带来了很大的不便。下面，对此将做一详细的测试和解析：问题1：极坐标转换直角坐标时出错在自动特征创建页面中，特征的中心坐标可以通过切换选项方便地进行直角坐标和极 坐标的转换，即在直角坐标模式下，数值显示为XYZ,而在极坐标模式的数值显示为半 径、角度和高度（相应在对话框中分别显示为R、A和H）。只是H值的意义取决于当前使 用的工作平面。例如，如果当前工作平面是Z+,H就是Z值；当前工作平面是Y+,H就 是Y值。2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集4O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l ZTEft l l JHt。下面我们先来查看一下Y负工作平面创建窗口的圆坐标转换示例:自动特征喝1X曲面:角度：I：叵二J：pi!oK:丁 J|理论值二|T：5-91蝴1为切2 志FT铝,置旭Pl4您标识1 R|a1 HIJK15825.5.0000一1.0.00000.0000255.38.5.00000.00000.0000-1.34 1.36.5.00001.00000.00000.000044 5.19.5.00000.00000.00001.0000自动特征Hl圆 特征凰生中心：(4 3.3013,lF-I w025测里属性,起脑角：,内/外：，,方向：，|o 3 3 I逆时针立终止角，,直径：，3|20力，I修/士再也空空叨I4 Q|*|A|a岛I标识I X|Y1 53.-5.2 4 3.-5.3 33.-5.4 4 3.-5.z|I|J|K25.-1.0.0000 0.000035.0.0000 0.0000-1.25.1.0000 0.0000 0.000015.0.0000 0.0000 1.0000。从上面图示可以看出,当Y负工作平面时，H值与Y值进行坐标转换的结果显然出现了坐标符号相反的错误(即H=5,Y=-5)O。下面我们再看一下程序的实际运行情况设定采样位置为距原点-5mm截圆处:工作平面/Y负圆1 二特征/接触/圆,极坐标，内，最小二乘方2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集5O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZ理论值 450,30,20,0,360实 际值/v50,30,0,v0,-l,0,20,0,360测点数=4,深度=G）,间距=0触测/基本,触测/基本,触测/基本,触测/基本,O圆1自动特征编程方式运行路径如图所示，虽然编程设定触测位置为-5 mm处,但系统却错编译成了+5,不过实际测量时轴向采样位置还是对的即-5截圆位置。-10 0 10Y Y Y圆2;特征/接触/圆,极坐标，内，最小二乘方理论值/,20,0,360实际值/,20,0,360测点数=4,深度=，间距=0触测/基本,2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集6O H EXAGON t gSHRIs_ METROLOGY j LJ AC 只M J近触双！1/基本,触测/基本,vl,0,0,触测/基本,。圆2自动特征编程方式运行路径如图所示，依然编程设定触测位置为-5mm处,系统触测点采样位置-5编译时也没有错误，但实际测量时轴向位置却不对了应在-5 截圆位置处采点，而实际采样的截圆是在+5位置。问题2：同一个圆柱测量，不一样的极坐标角度数值输出诸如曲轴两端圆孔阵的测量，是一个典型的极坐标编程的应用案例。然而，我们 却发现其输出结果很容易被用户误解。原因是X正工作平面与X负工作平面的孔位起 始角度不统一，也就是说，X正工作平面的0孔位，对应X负工作平面的孔位不是 0,而是180。如下图所示，X正工作平面的2 2.5孔位，对应X负工作平面的孔 位不是2 2.5,而是157.5 o2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集7O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l ZTEft l l JHto针对以上两个存在的问题，我们通过对策研究和软件应用分析，找到了两种可供参考和使用的方法:1、若是进行负轴向极坐标编程，那么，只要将工作平面和特征的曲面矢量两项都改成正向,并按正向规则编程就行了，其余都不变。该方法可应用于各种PC-DMIS 版本，见程序示例。工作平面瓦田安全平面斤觉-20”负，-20,开测尖/T1A90B90,柱测尖 IJK=0,-1,0,角度=180移动/安全平面二特征/接触/圆,极坐机0,最小二乘方理论值/,20,0,360实际值/,20,0,360 目标值/,角矢量*1,0,0方向二逆时针显示特征参数二否测点数=4,深期3间距=0样例点=0,间隙=0自动移动二否,距禺二0直找孔=无效出错=否,读位置=否显于窥测二是触测/基本 41.641,36.8964,画,做刷/基太 45.8258,19.10661g,融颔1/基太 58.873,25.1281,TO,洞/基太 55.6776,38.9483下鼻,移动/安全平面通过上述方式编程后，不仅程序数值显示和采样位置都完全正确了，正负轴向对2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集8O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l ZTEft l l JHt2、若是较高版本的PC-DMIS软件系统（如V4.2/V4.3）的话，那么，也可以通过F5通用框格的相关选项来解决上述存在的两个问题。详见下图打钩的选项名称及其选项意义的解释。设置春页通用|零件/坐标列里机|尺寸标识设置|声音事件|使用DMIS极坐标转换 V U se D MI S Polar Convention选择此选项，极角将使用标准的DMIS极坐标 XY平面（正Z或负Z）坐标，a表示从X轴到丫轴的角度。YZ平面（正X或负X）坐标，a表示从Y轴到Z轴的再度。ZX平面（正Y或负Y）坐标，a表示从Z轴到X轴的角度。由此得知，使用DMIS坐标转换方式进行极坐标编程时，所有工作平面均按工作平面的主/从坐标来决定坐标轴的起始角度。也就是说，XY平面X为。度，Y为90度;2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集9O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l ZTEft l l JHtYZ平面Y为。度，Z为9 0度；ZX平面Z为。度，X为90度。下面用图表的方式举列说明极角在XY/YZ/ZX工作平面中是如何进行数值转换的。当XY工作平面时：特征工作平面自动圆输入角度程序转换角度圆1Z+00圆11z-00圆2Z+9090圆12Z-90-9 0圆3Z+180180圆13Z-180180圆4Z+270-9 0圆14Z-27090当YZ工作平面时:2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集10O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l ZTEft l l JHt特征工作平面自动圆输入角度程序转换角度圆1X+00圆11X-0180圆2X+9090圆12X-9090圆3X+180180圆13X-1800圆4X+270-9 0圆14X-270-9 0当ZX工作平面时:特征工作平面自动圆输入角度程序转换角度圆1Y+090圆11Y-090圆2Y+90180圆12Y-900圆3Y+180-9 0圆13Y-180-9 0圆4Y+2700圆14Y-270180附件：利用DMIS坐标转换方式进行极坐标编程的测试程序及其输出结果:工作平面/Y正V 1=循环/开始，标识=是，编号=4,开始=1,跳过=,2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集11O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY J t il 7k HI I偏置:X轴=0,丫轴=0,Z轴=0,角度=90Y+圆=特征/接触/圆，极坐标，内，最小二乘方理论值/v50,90,10,20,0,360 实际值/,20,0,360 目标值/v50,90,10,角矢量=v1,0,0 方向=逆时针 显示特征参数=否 显示相关参数=否DIM位置1=圆的位置丫+圆 极角 90.0000 终止尺寸位置1 循环/终止 工作平面/Y负V 2=循环/开始，标识=是，编号=4,开始=1,跳过=,偏置:X轴=0,丫轴=0,Z轴=0,角度=90 丫-圆=特征/接触/圆，极坐标，内，最小二乘方理论值/v50,90,-10,20,0,360 实际值/,20,0,360 目标值/,角矢量=v1,0,0 方向=逆时针 显示特征参数=否 显示相关参数=否DIM位置2=圆 的位置丫-圆 极角 90.0000 终止尺寸位置2 循环/终止程序运行结果输入 极角Y+工作平面测量结果Y-工作平面测量结果0EIM 位置11=应 的便餐Y+庭1板角 90.0000CIM 位置21=应 的位置Y-匠1 极角 90.0000902IM位置12=应的位聋Y+应2 极角 180.0000EIM 位置22=应 的位置”应2极角 0.00001802IM 位置13=应 的位量Y+庭3 极角-90.0000CIM 位聋23=匠 的位餐”应3极角-90.0000270CIM 位宜14=应 的位聋Y+画4 极角 0.0000CIM 位置24=匠 的位置Y-匠4 极角-180.0000通过应用实践，我们感觉该转换方式应用是很灵活的，但缺点是输出结果因为与输入 的理论值有一个转换差异，初次接触时有些不习惯。再者，该转换功能仅适用在较新的 PC-DMIS 版本。2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集12O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZ3、如何查看极坐标编程生成的触测点：以极坐标方式编程的触测点坐标，看起来不是很直观的，因为，它们相对的不是圆的 中心。所以，通常我们校验程序时只注意每个触测点的触测深度，至于极径、极角一般不 去考虑。然而，从深入研究的角度来考虑，我们还是对其极坐标触测点是不是相对当前坐 标系原点这样一个问题，作了一下数学计算验证，结果正是和我们预测的一样。下面就将 具体的验算方法介绍如下：。编写一个PC-DMIS小程序，使验算变的快捷方便。该程序基本构思分为两步：将 要验算的圆质心置临时原点；用循环语句和函数计算出每个触测点相对该圆中心的触 测点极坐标。之后，再回调原坐标系，转换触测点坐标为程序当前使用坐标系的数值，直 到N个触测点全部计算完毕为止。假定4个触测点圆特征的程序及运行结果：工作平面/Y正圆8 二特征/接触/圆,极坐标，内，最小二乘方理论值/,4,0,360实际值/,4,0,0目标值/,角矢量XT,0,0显示特征参数=否显示相关参数二是测点数=4,深度=6,间距=0样例点=0,间隙=0自动移动二否，距离二10查找孔=无效，出错二否,读位置=否显示触测二是触测/基本,触测/基本,触测/基本,触测/基本,A2 二坐标系/开始,回调:A1,列表二是2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集13O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l ZTEft l l JHt建坐标系/平移,X轴，圆8 建坐标系/平移,Z轴，圆8 坐标系/终止VI 二循环/开始,标识二是,编号=4,开始=1,跳过=,偏置:X轴=0,Y轴=0,Z轴=0,角度=0F1;一般/点,从属,极坐标,$标称值/XYZ,$测定值/XYZ,$标称值/IJK,$测定值/IJK,回调/坐标系，内,A1DIM位置9=点 的位置F1极半径 68.029-#-极角 T.685-#-终止尺寸位置9循环/终止6 报告窗口-E:pc-dmis43测量软件Re portingTe xtOnl y.rtp领日日暮口 IH巨巨|To o a巨巨巨巨巨巨审1塞米|feS9 l-Fll轴则定极半径70.000极角0.000百壹米|fe$9 2-Fl2轴则定极半径68.029极角1.685一奎米|feS9 3-Fl3轴则定极半径66.000极角0.000串室米|fvS9 W-F1M轴则定极半径68.029极角-1.6852009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集14O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZX该验证计算的4个触测点极坐标数据与PC-DMIS程序自动生成的触测点坐标值完 全一致，从而也证明出了我们预先分析判断的结论是对的，即现行版本PC-DMIS极坐标编 程时，其自动圆特征触测点坐标均相对于当前坐标系的原点。二.关于PC-DMIS轮廓度测量的评价标准问题：目前，形位公差的测量在国际上主要有三个代表性的执行标准，即美国的GD&T标准,欧洲ISO标准和中国的GB标准。由于这三个版本执行的并不是一个标准，所以，无论在 图样的标注上，还是公差带的定义上或多或少都存在着一定的区别，执行标准时是不能混 为一谈的。特别是从事测量机应用的人员，是最直接的形位公差标准的执行者，对于所发 出测量报告中的数据必须要心中有数，以免发生技术上的争议。鉴于如此，我们特别针对 PC-DMIS测量软件系统中用户关心较多的轮廓度测量问题，进行了评价结果的测试和分 析。我国形位公差标准关于轮廓度的测量，分为线轮廓度和面轮廓度两种，并且有基准和无 基准之分，这一点与美国标准是一样的。但在有基准时线轮廓度和面轮廓度标注和公差带 的定义上却完全不同，如图所示：公差带是包络一系列直径为公差值 t的圆的两包络线之间的区域。诸圆的 圆心位于具有理论正确几何形状的线上公差带是包络一系列直径为公差值t 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而美国标准在轮廓度的标注及其评价上，则又分为两种类型和4种标注形式。即公差 类型分作单侧的（只应用一个外侧或内侧公差值）或双侧的（应用上公差值和下公差值）。见下 面应用示例：2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集15O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l ZTlRII iilZ：公差区域为关于理论轮廓对称分配,即0.006公差带关于理论轮廓每边0.003,见图1；：公差区域为不均等分配，即0.006公差带关于理论轮廓外侧分配0.004,内侧分配 0.002,见图 2；：公差区域为单侧分配，即0.006公差带仅关于理论轮廓外侧分配,见图3；：公差区域为单侧分配，即0.006公差带仅关于理论轮廓内侧分配,见图4。下面是我们用PC-DMIS测量软件系统做的模拟面轮廓度测评结果:点 1 理论值/,实际值 心0,50,0,点 2 理论值/v50,50,0,v0,0,l实际值/v50,50,0.01,v0,0,l点 3 理论值/50,-50,0,实际值/v50,50,0.05,v0,0,l点 4 理论值/v.50,50,0,v0,0,l实际值/v50,50,0.02,v0,0,l2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集16O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZSCN1 Z 值0,0.01,0.05,0.02Q|毫米 因廓度2-SCN1形状和位置轴 测定 标称值 偏差 最大值 最小值M 0.050 0.000 0.050 0.050 0.000点 1 理论值/v50,-50,0,v0,0,l实际值/v50,50,0,v0,0,l点 2 理论值/,v0,0,l实际值/v50,50,-0.01,v0,0,l点 3 理论值/v50,50,0,v0,0,l实际值/v-50,50,-0.05,v0,0,l点 4 理论值/v50,50,0,v0,0,l实际值/v50,50,0.02,v0,0,lSCN2 Z 值0,-0.01,-0.05,-0.02Q I毫米 I轮廓度1-SCN2形状和位走轴 测定 标称值 偏差 最大值 最小值M-0.050 0.000-0.050 0.000-0.050点 1 理论值/,v0,0,l实际值/,v0,0,l点 2 理论值/,实际值/,v0,0,l点 3 理论值/v50,50,0,v0,0,l实际值/v-50,-50,0.03,v0,0,l 点 4 理论值/v50,50,0,v0,0,l实际值/v50,50,0.02,v0,0,l2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集17O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZSCN3 Z 值0.04,-0.05,0.03,-0.02Q|毫米 仑廓度i-SCN5形状和位置轴 测定 标称值 偏差 最大值 最小值M 0.090 0.000 0.090 0.040-0.050通过测试，可归纳如下几种PC-DMIS软件系统的轮廓度计算规律：当最大值和最小值均工0时，轮廓度测定值为最大值；当最大值和最小值均W0时，轮廓度测定值为最小值；（3）当最大值和最小值坐标符号相反时，轮廓度测定值为最大值的绝对值与最小值的 绝对值之和。显然，PC-DMIS软件系统这样的轮廓度评定方法与我们国家现行的GB形位公差评定 标准是有很大差异的。我国的形位公差标准，对于轮廓度的标注格式看起来与美国标准的 双侧轮廓度公差类型（见图一）很相似，但通过PC-DMIS测量软件系统关于轮廓度评价功能 的测试后我们也注意到，两者公差带的意义却是完全不一样的。GB形位公差标准定义的 轮廓度公差带是由一系列直径为公差值t,且圆心位于具有理论正确几何形状的线上的两包 络线之间（线轮廓度公差）或被测轮廓面必须位于包络一系列球径为公差值t,且球心位于具 有理论正确几何形状的面上的两包络面之间（面轮廓度公差），它们的直径等于公差值，因 而，其公差带的形式分别为“两等距曲线之间的区域”和“两等距曲面之间的区域”，也就 是说公差带平均配置于由理论正确尺寸确定的理想轮廓的两边，且除非有进一步的要求，被测要素在公差内可以具有任何形状。所以，若通过三坐标测量装置进行测量时，其轮廓 度评价和计算方式只有一种，这就是将其点坐标值与理论轮廓坐标值进行比较后，取其差 值最大的绝对值的两倍作为该线（面）的轮廓度测量结果。既然如此，再来看一下PC-DMIS测量软件系统的轮廓度评价界面，也因为是按美国 评定轮廓度公差标准设计的。所以，在评价轮廓度时不是输入其标称公差，而是需要通过 输入上/下两个公差值来给定一个评价轮廓度公差的区域（双侧或单侧），如图所示：2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集18O H EXAGON t SSHRIs_METROLOGY Jil l ZTlRII iilZL小差一 i L小差一 i L公差一 公差一 I上公差I 0.03 r上公差I o.04 r上公差I 0.03 上公差!口 下公差l-o.03 I下公差卜口.02|下公差i 口 I I下公差|-0.03。对此，我认为，PC-DMIS现行软件的轮廓度评价结果，若是应用于GB或ISO标准 的图样，那么，还有必要考虑是否需要通过输出结果的最大/最小逼近矢量方向的偏差值间 接进行一下人为的二次评价结果修改。如：图样标注轮廓度公差为0.10,假如测定结果的最 大值为0.01,最小值为-0.08。若按PC-DMIS软件评价其轮廓度误差时，计算结果为0.09（最 大值的绝对值与最小值的绝对值之和），显然，小于标称公差值0.10,若只看这个值就会 误认为在合格的公差范围内。为此，软件系统在输出设置上又特别强调了一定要同时还要 输出最大值和最小值的规定，也就是说这两个值并不是仅仅为了看点逼近矢量方向的偏差 值的，更主要的还是用其判断轮廓度检测结果是否合格；同样还是这组测量数值，同样标 注的还是双侧等分公差，若按我国国标关于轮廓度的公差分配原则，其公差带应平均配置 于由理论正确尺寸确定的理想轮廓的两边，即+0.05和。05的两等距曲面之间的区域，自 然测量结果也就由0.09变成了 0.16（最大值的绝对值与最小值的绝对值中大值乘以2）0。下面再看一个全周线轮廓度的测量示例。为了简化说明，本示例仅选择了4个特征点,。以下为节选测量程序:点1=特征/接触/矢量点，直角坐标理论值/,2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集19O H EXAGON t SSHRIsMETROLOGY Jil l 7C HI I KK,实际值/29.96,0,0,目标值/v3 0,0,0,v1,0,0$岫=否显示特征参数=否显示相关参数=否点2=特征/接触/矢量点，直角坐标理论值/,实际值/,目标值/,SNAP显示特征参数=否显示相关参数=否点3=特征/接触/矢量点，直角坐标理论值/v-20,0,0,v-1,0,0实际值/v-20.05,0,0,v-1,0,0目标值/v-20,0,0,v-1,0,0SNAP/显示特征参数=否显示相关参数=否点4=特征/接触/矢量点，直角坐标理论值/,实际值/v0,-15.03,0,目标值/,$岫=否显示特征参数=否显示相关参数=否SCN1=特征/特征组，直角坐标理论值/v2.5,2.5,0,实际值/,构造/特征组，基本，点1，点2,点3,点4格式/文本，；测定值，DIM位置5=点的位置点1逼近矢量方向偏差-0.040终止尺寸位置5DIM位置6=点 的位置点2逼近矢量方向偏差 0.060终止尺寸位置6DIM位置7=点 的位置点3逼近矢量方向偏差 0.050终止尺寸位置7DIM位置8=点 的位置点4逼近矢量方向偏差 0.030终止尺寸位置8格式/文本，标题，；测定值，公差，最大最小值,2009年度海克斯康儿何量计量技术应用论文集20O H EXAGON t g 百斯库METROLOGY JCTZfXHHDIM轮廓度1=轮廓线OF特征组SCN1 形状和位置轴 测定 正公差 负公差 最大值 最小值M 0.100 0.050-0.050 0.060-0.040O上面线轮廓度测量应用于美国标准，轮廓度测定值为0.10,其中测量点的最大逼近 矢量方向偏差为0.06,测量点的最小逼近矢量方向偏差为-0.040；所以，当应用于我国标 准时，轮廓度测定值应变更为0.12 0,（注，只有当最大/最小逼近矢量方向偏差的绝对值都 一样时，两个标准的测量输出结果才相同）。由此看来，这一点在测量时一定要注意到，否 则，很容易造成送检人员对测量结果的误解。三、关于V4.3版本圆特征求距之变化：与之前版本不同，V4.3版本经测试。圆特征求距已由原按线类型变为了按点类型进行 处理，正如我前几年发表的测试结果所说：圆至圆的3 D求距与2 D按特征（垂直于）求距 结果是完全相同的，即都是其两圆之间的投影距离。但在V4.3版本来说该结论就不再成立 T,也就是说圆至圆的3 D求距不能再认为是两圆的投影距离了，而是如同点级元素一样，计算的是两圆质心点之间的距离了。再者，关于圆/圆的按特征2 D求距，系统需要输入一个方向选项（平行于/垂直于），而 实际测试结果中却发现，选垂直于的结果正确，选平行于的结果无意义。为此，我们感 觉到，既然V4.3版本评价圆至圆的3 D距离概念已变了（以前习惯于用3 D方式求两圆2 D 中心距）。所以，经测试，当按特征求两圆（或点）的2 D距离时，最方便的方法是只须选择 2 D,其余选项均为空白即可，此时输出的结果为两特征的投影距离，其输出结果注释中显 示“中心到中心”标识，见如下图示和输出结果：定要ID=搜索ID:嘘 一公差 _ 上公差丽丁 下公差F o oT理论值r距离类型6 2维3维r最短图选项佝无半径加半径 减半径分析r中本圆1 1图2 2200