基于VC环境下的圆度误差的快速处理

　　0 引言

　　形位公差项目的测量较尺寸公差的测量的难度大得多,同时其误差的数据处理也相当复杂。圆度误差是影响机床主轴轴颈的回转精度的主要因素之一[1],因此机床行业对主轴轴颈的圆度的测量很重视。圆度可以在光学分度头上测量,也可以在圆度仪上测量。其数据处理方法有:最小包容区域法、最小二乘法、最大内接圆法和最小外接圆法等多种[2,3]。随着计算机的应用发展,圆度数据的计算机处理也较多[4,5]。本文针对在光学分度头上测量的值,采用最小包容区域法,给出了其计算机进行数据处理的算法。用VC语言设计良好界面,在输出窗口显示圆度误差的数值和图解法处理的示图,见图1。

　　1 最小包容区域法评定的准则

　　圆度误差值采用最小包容区域法来评定参看图2,由两个同心圆包容实际被测圆S时,S上至少有四个极点内外相间地与这两个同心圆接触(至少有两个极点与内圆接触,两个极点与外圆接触),则这两个同心圆之间的区域U即为最小包容区域,该区域的宽度即这两个同心圆的半径差fMZ就是符合定义的圆度误差值[6]。

　　若测量时的旋转中心与两个同心圆的圆心同心,则圆度误差值就是千分表指针摆动的最大值与最小值的差值。可是,很多情况下,测量时的旋转中心与两个同心圆的圆心不同心。在实际操作中,两个同心圆的圆心点是很难把握的,一般是估计出来的,由此而得出的圆度误差值是不太准确的。

　　2 实现最小包容区域法求圆度的处理

　　2.1 载入数据

　　(1)按测量顺序输入各点的vRi即千分表指针的摆动值,将其值放入一维数组aa[100]中,由于基圆半径的值不影响圆度误差值,为了作图和计算方便,将数组aa中的值都加上基圆半径30。

　　(2)将各点在数组aa中的值,再结合其角度,求出各点迪卡尔坐标系中的坐标,并将其放入二维数组bb[100][2]中。

　　2.2 编程思路

　　编程步骤如下:

　　(1)建立四个点

　　建立四个嵌套循环,最外层到最里层的循环变量分别为I、J、M和N,循环变量的取值范围是从第一点到最后一点。当这四个循环变量中任两个相同时,则结束此循环,进入下一循环。

　　(2)判断四个点是否相间

　　只要有一点满足条件:

　　则此四个点不能形成相间,进入下一循环。

　　(3)求出同心圆的圆心坐标

　　第I点和第J点的连线中点(X1,Y1),求出第M点和第N点的连线中点(X2,Y2)。过第I点和第J点的圆的圆心,则在第I点和第J点的连线中点(X1,Y1)的法线上。同理,过第M点和第N点的圆的圆心,则在第M点和第N点的连线中(X2,Y2)的法线上。因此,同心圆的圆心是两法线的交点。在编制程序时,应考虑到当第I点和第J点(或第M点和第N点),处于水平状态、垂直状态和其他任意状态时,程序应如何处理。求出同心圆的圆心点(X0,Y0)的坐标。