万能工具显微镜计算机仿真测量

　　1　引言

　　对广大的机械加工厂来讲,用样形量规控制机械加工零件的几何尺寸是一种简便、高效的办法,因而使用非常广泛,但是由于平面样形量规本身情况复杂,测量难度大。通常测量复杂形状的平面样形量规我们采用两种方法:

　　(1)使用投影仪,作放大图进行比较,这一方法优点是反映的是样形量规的综合误差,但是这种方法的缺点是测量精度较低,只适用于精度较低的情况。

　　(2)用万能工具显微镜进行测量,这种方法由于精度较好而使用相当广泛,但是这种方法测量通常测量后的数据计算量大,工作效率极低并且难以反映样形量规的综合误差。虽然近年有不少企业的万能工具显微镜都进行了光栅数显计算机化改造,但是由于改造后的计算程序功能少,计算原理简单落后,因而对复杂形状的平面样形量规的测量计算基本上没有什么帮助。

　　为解决以上实际问题,我们提出了平面样形量规的仿真测量的概念及方法,即先用计算机CAD作出平面样形量规的理论图形,并生成理论样形量规的测量数模,然后利用数模进行样形量规的计算机辅助测量的测量方法。

　　2　平面样形量规仿真测量的原理及程序实现

　　平面样形量规的测量原理实际是在计算机中构作一个理论的样形量规图,再将实际测量的样形量规的测量值构成一个实际样形量规图,最后在计算机中进行符合比较,看实际样形能否放入由理论样形和公差带构成的带形域中,由计算机计算出实际样形相对理论样形的偏差。

　　用这一原理它相当于在计算机中作放大图进行比较,它由于采用了计算机作为计算工具,从而克服了放大图测量精度低和用普通测量方法计算量大的缺点,同时按这一原理进行的测量反映的是样形量规的综合误差,能够完整的反映样形量规的实际状况。

　　例如图1示的样形量规a-d段要求样形在向金属体内0·02mm的范围内合格,同时要求保证角度30度在±10″的范围内,用一般的测量方法要同时判别角度30°±10″和向金属体内0·02mm是否合格就有相当的难度,而用仿真测量法,则只需看a-b段是否落在理论样形和公差带构成的带形域中即可判断样形量规的a-b段是否合格。

　　根据以上原理具体的程序实现方法如下。

　　(1)按样形量规的图纸要求用CAD绘制样形量规的理论图形,用一个转换程序将CAD绘制的理论样形量规图转换成为仿真测量的理论数模文件。

　　(2)根据理论数模文件测量工件建立工件测量坐标系,并在计算机显示屏幕上显示理论样形量规图。见图2

　　(3)在工件测量坐标系下进行测量,每测量一个点时,程序自动计算该点到该点所对应的理论要素的法向距,该法向距即是该点偏离理论值的偏差。同时程序在屏幕上显示实际测量点的位置。