EquipmentManufactringTechnologyNo.4，2011"!!!!"!"!!!!!计量与检测"基于三坐标测量机的平面测量方法研究卢耀晖,周继伟,张蔚,谢金波（国防科技大学机电工程与自动化学院，湖南长沙410073）摘要：以三坐标测量机为基础，以平面度测量与误差评价方式为研究对象，通过3个实例重点讨论了三坐标测量时取点数量和取点方式对测量精度的影响，并得出了相应的结论。关键词：三坐标测量机；精度；方法；平面度；测点数中图分类号：TG8文献标识码：A文章编号：1672-545X（2011）04-0110-041三坐标测量简介性的。按照“最小条件”的要求，平面度误差可以由最小包容区域法、对角线法和三点法来评定。以最小包三坐标测量机是一种通用性强、自动化程度高容区域法为例，只要满足了下列条件中的一条，即可的高精度测量系统。对一般的测量软件而言，三坐标确定平面度误差的大小：测量机的测量过程，可分为以下几个步骤（假设测头（1）三角形法则。图1（a）为三角形法则。图中点校验与坐标系的建立已经完成）。A为凹形实际表面的最高点，a、b、c为3个最低点，（1）采集特征点的坐标位置。即通过测头直接触A点的投影落在由a、b、c这3点构成的三角形内。测被测对象、读取并记录坐标值。在满足这一条件的基础上，a、b、c点确定平面1，过（2）按照“最小条件”对前面测得的特征点进行计算A点做平面2平行于平面1，则平面1与平面2之与构建。如果是形状误差，可直接计算出误差值。间，就构成了最小区域，两平面间的距离即为平面度（3）如果是位置误差则按照“最小条件”将特征误差。点构建出误差评价所需的点、线、面等基本要素，并abaB用数学的方法计算出各要素间的实际误差，对照图A纸判断其是否合格。在这一过程中，第一步特征点的采集是后续工cAb（a）（b）作的基础，如果有误，构建出的特征要素就不能真实图1用最小区域法来评定平面度误差的反映出零件的实际情况，误差计算与评价的结果（2）交叉法则图1（b）为交叉法则图中点也就不可信了。因此，特征点的位置、特征点的数量。。A、和采集方式对三坐标测量结果有着非常重要的影点B为鞍形实际面的最高点，点a、点b为最低点，过直线和过直线决定了一对平行平面，且两直响。本文就是针对此类问题，对三坐标测量的取点进ABab线成交叉状态，则两平行平面就构成了最小区域，两行了一定程度的实验与讨论，并得出了有益的结论。平面间的距离即为平面度误差。2平面度测量与评价方法对三坐标测量而言，上述两种评价方式，都是由相应的特征点（最高点和最低点）通过计算得到的，可以这样讲，特征点的位置与数量，实际决定了平面平面度测量是几何量评价的基本内容，是14类度误差的大小。误差测量（直线度、平面度、圆度、圆柱度、线轮廓度、另外，评价每一种要素都有一个最低测量点数，面轮廓度、平行度、垂直度、倾斜度、同轴度、对称度、如：平面度测量，无论采用哪种法则，都至少要测4位置度、圆跳动、全跳动）中最基本也是最具有代表点，才能计算平面度误差；直线至少要测3点；圆至收稿日期：2011-01-19作者简介：卢耀晖（1975—），女，湖南长沙人，讲师，硕士研究生，主要从事机械制造与技术测量相关教学科研工作。110《装备制造技术》2011年第4期少要测4点；圆柱至少要测6点。一般情况下，如果4.1HT200加工表面的测量数据测量条件与对象已经确定，那么测点越多，测得的误差值就越能反映测量对象的真实情况，但考虑到测量效率和经济性，测点不可能无限制的增多，特别是在某些精度与批量都要求比较高的场合，希望能够找到一个合适的测点数，使得测量设备既能较快地完成测量任务，又能较为真实地反映被测对象的实被测表面际情况。图2铸铁平面3实验条件与实验方法手动随机采点后计算得到平面度误差值的数据如图3。本文采用三坐标测量机这一先进的测量手段，以平面平面度误差度测量为研究对象，对铣削加工的HT200、45钢、硬铝三0.0180.016种材料进行测量实验，具体的测量条件如下：0.014测量机精度0.012———0.010.008示值误差（μm）MPEE=1.7+3L/10000.0060.004探测误差（μm）MPEP=1.90.002测点数20零件测量面积10000mm46789101112131415161718192021222324252627282930零件加工方法端铣刀铣削加工图3手动随机采点后计算得到的平面度误差值数据零件精度IT6～IT8建立坐标系后自动采点，计算得到平面度误差实验对上述3种材