通用型二维轮廓形状评定软件的研究

　　1引言

　　随着我国生产力水平的不断提高，尤其是制造业的蓬勃发展，越来越多的新型零件投入生产和应用，零件的质量直接影响了设备的使用性能，为了检验各类零件是否满足设计要求，其表面轮廓的检测是关键的内容。目前普遍应用的测量方法主要有机械触针式测量方法、光学探针式测量方法、干涉显微测量方法、扫描电子显微镜以及扫描探针显微镜等方法。由于各种测量方法存在差异，导致每种测量设备都要开发不同的测量与评定软件，在很大程度上造成了软件通用性差和设计人员工作的浪费。针对轮廓形貌评定的需求，作者设计开发了一种通用性强的二维轮廓形状评定软件，本文主要介绍该软件的基本功能以及关键技术的研究。

　　2二维轮廓评定软件基本功能

　　通用型二维轮廓评定软件要完成的工作可以细分为6个模块，如图1所示。数据导入模块可以实现对文本文档和DXF文件数据的读入，文本文档只要给定轮廓点数以及每个点的坐标数据，即可将轮廓点保存为本软件的数据格式， 并用于后续的图形显示和尺寸评定;图形显示模块的功能将导入的轮廓数据按要求绘制图形，其功能包括绘制轮廓曲线以及二维坐标空间、图形的放缩功能、图形的拖动以及图形的平移和旋转等功能;辅助元素模块允许用户添加各类元素，包括任意点、直线和圆，以及直线平行线、垂直线、两线交点、直线与圆交点、区域最高点与最低点，以及轮廓点的拟合直线、拟合圆等辅助元素;尺寸标注模块包括距离、半径和角度等各类尺寸的标注;特征评定模块包括直线度、圆度以及图形对比功能;报告打印模块以所见即所得的方式打印图形，测试人员可以设置打印的内容，包括零件及测试人员的基本信息及备注，并可添加图片，使得报告打印具有易操作性与灵活性。软件界面如图2所示，该系统可以根据用户需求做出各种辅助图形元素，并评定出各个图形元素的位置关系，对于任意二维轮廓均可做出详细的形状评定结果，具有很强的适用性与通用性，满足了不同测量设备对于轮廓评定的统一需求。

　　3轮廓评定软件关键技术的研究

　　3.1直线度和圆度评定方法的设计

　　(1)直线度和圆度误差的概念

　　轮廓评定软件不仅要求各类几何尺寸的标注，形状误差的标注也是必不可少的，其中直线度和圆度误差是最为常用的两个形状评价指标。直线度和圆度的误差分析要满足最小原则，通俗地说就是在一个平面内找到一组平行线或一组同心圆，把被评价轮廓夹在中间，如果这组平行线之间距离或同心圆半径之差最小，那么这组平行线的距离和同心圆半径差即称为直线度和圆度误差。直线度误差的分析如图3所示，如果d1小于其他所有值，那么该值就是轮廓的直线度误差值。圆度误差同理。