大型工件标高式基准面调定新方法

　　平面度的测量是几何量测量中一项重要的部分,以前比较成熟的测量方法有:光波干涉测量法、指示器法、光轴法、水平仪测量法、自准直仪测量法等。然而,随着工业生产的快速发展,这些方法虽然在精度上能够满足要求,但是其测量的范围以及测量的速度远远不能满足需求。目前大型的三坐标测量机,虽然能够做到高精度大范围的测量,但是又仅仅局限在特定的工作环境中,不能够进行现场测量。本文提出了一种可运用于工业现场的大基准面高精度测量方法,实际上就是针对该基准面范围大,但是测量点较少的特点,巧妙的运用了大地测量的方法,获得了较为理想的测量结果。只要适当的增加测量点的点数,这种快速有效的方法同样可以适用于其他的大平面的平面度测量。

　　1　基准平面的要求

　　白车身检测线Z向基准面的测量是由车身测量时的定位要求提出的,其检测线的平面示意图如图1所示。其中01～04四个位置是定位用的立柱,其高度由检测线设计时确定。01～04之间的距离约4m,各个位置两个定位柱之间的距离为1.5m。01～04四立柱的设计高度尺寸如下(H10是设计基准平面):

　　设计时位置01～04的相对高度差如表1。

　　位置01～04八点是测量车身时的支撑点,设计基准平面为H10,所以对基准面的调定转化为测定位置01～04八点的相对高差。然后作精调整,使得调整后四个位置八个点的相对高度差与设计时的相对高度差之间的偏差不超过±0.1mm。可以获得较理想的Z向基准面。

　　2　基于大地测量思想的新方法

　　由上面所提出的测量要求可以发现,该测量的范围很大: 4m×1.5m,测量点数为八点,测量的地点是生产线现场,环境较为恶劣。我们注意到,这里的绝对尺寸并不重要,重要的是各个支柱高度的相对尺寸,因而,我们提出了利用大地测量的思想。

　　大地水平测量的示意图如图2所示。由水准仪目镜可以读出两次靶尺的标高读数L1、L2,而两次读数时水准仪的转动精度很高,即提供了一个很好的基准水平面。这样,就很容易的获得两次标高所在的高度差ΔH=L2-L1。我们所用的是德国蔡司的水准仪,测量精度为:0.07mm/km,0.03mm/测程(一级测程≤50m,二级测程≤70m)。

　　采用大地测量的方法是因为它恰好是一种能提供高精度的平面基准的相对测量方法。但同时也存在问题:

　　(1)在测量时,如果水准仪有迁移,则会引入迁移误差,对于本次测量来说,这又多了一个误差项。

　　(2)由于大地测量使用的是标高尺,刻线宽1.5mm,间距1.5mm。分辨力不能达到很高要求。

　　(3)标高尺体积庞大(高1.5m,宽0.15m)。而所要测量的基准平面的八个点,其可以放置仪器面积最大的只有0.1m×0.1m,而且周围有支架等障碍物。