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[摘 要]本文主要介绍了用三坐标扫描法检测圆弧样板的原理及方法，并论述了这种方法的优点，该方法测量准确度高、可以实现批量检测，较好地解决了测量较大圆弧样板的测量问题。
[关键词]圆弧样板 三坐标测量机 扫描法
中图分类号：TE970 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0323-01
1 引言
作为生产机车的大型企业，会用到各式各样的样板，比如踏面样板、圆弧样板、楔口样板、半径样板等。针对不同的样板可以用不同的检测方法进行检测，踏面样板用万能工具显微镜按坐标点进行检测，圆弧样板用大型投影仪来检测其轮廓度，但是大型投影仪可检测样件的最大直径为140mm，也就是说尺寸大于140mm的圆弧样板就无法用大型投影仪实现检测。经过不断的摸索，终于找到了用三坐标测量机进行扫描的测量方法，解决了生产中的实际问题。
当前，三坐标测量机在制造业中得到了广泛应用，它具有高精度、高效率、数字化和柔性化等优点，可以检测几何尺寸、形位公差和曲线曲面等。本文使用的配套软件是QUINDOS 6。
2 坐标测量法的测量原理和测量程序
2.1 测量原理
“坐标测量”的概念是由英国Ferranti公司在1959年首先提出的，它是对传统测量概念的一种突破，其重要意义在于把对测量概念的理解从单纯的“比较”引申到了“模型化测量”的新领域，从而推动了测量技术的蓬勃发展。对三坐标扫描法检测样板而言，就是通过扫描样板的轮廓，得到扫描点的坐标值。用这些坐标值在CAD里可以还原成一系列的点，通过检查这些点构成的曲线是否在公差带内，从而确定该样板是否合格。以下是样板的CAD图。
2.2 测量程序
在用三坐标测量机测量时，主要分三步：
（1）校验探针（为了提高测量精度，选用的测头尽可能大，测杆尽可能短。由于样板的工作面厚度一般为0.3mm，所以在此应注意选择合适的探针直径，建议不大于5mm），然后建立工件坐标系；
（2）扫描工件的工作面轮廓，其中要在程序中设定合适起始点、方向点、结束点、扫描速度和扫描密度等，样板的弧度不同需要设定不同的扫描半径、扫描速度和扫描密度，否则不能顺利扫描。
（3）把扫描点的坐标值输出到txt文档中，保存程序到相应文件夹。
具体程序如下：
CALSPH_P（NAM=PRB（1），DIA=2，SPH=CASPH$25，NRF=N， DFT=3，ANG=（0，0，15），SNT=PMM
MEPLA （NAM=PLANE（1），CSY=CMMA$CSY， CPY=DEF$PLA3，DEL=Y）
MEAXI （NAM=AXIS（1）， CSY=CMMA$CSY，PRO=PLANE（1）， CPY=DEF$AXI6， DEL=Y）
MEPNT （NAM=POINT（1），CSY=CMMA$CSY，PRO=PLANE（1），CTY=SM，DEL=Y）
BLDCSY （NAM=CSY（1），TYP=CAR， SPA=PLANE（1），SDR=+Z， PLA=AXIS（1），PDR=-X，XZE=
ME2DE （NAM=CURVE（1），CSY=CSY（1），MOD=（NOC，NOE）， INO=O， DEL=N）
RCOR2D （SRC=CURVE（1）， DST=CURVE_1，RAD=1）
EDTAPT （NAM=CURVE_1）
FMTOBJ （FIL=D：＼123456.TXT， NAM=CURVE_1， STA=NEW， TYP=ELE，STY=APT， DSC=（X，Y，
SAVE （FIL=D：＼2015-9＼HXD1C.WDB）
由于掃描的轮廓过大，不便于展现完整轮廓，现取其中一部分进行说明，如图2所示。边缘的两条线是公差带，中间是由扫描点坐标值生成的点构成的线。判定该样板是否合格就转化成检测中间的点有没有全部在公差带内，若所有的点都在公差带内，该样板就合格；反之，就不合格。
3 结果分析
由于大型投影仪的精度是（4+L/50）μm，而且用大型投影仪检测需要把样板的工作面轮廓按比例放大，刻在有机玻璃上，所以对检测结果有影响的因素很多，最主要的就是有机玻璃上的刻线宽度，刻线宽度一般都是0.3mm，另外还有对线时的人为误差，需要检测人员有比较丰富的检测经验，而三坐标测量机的精度是（1.2+L/350）μm。很明显，用三坐标测量机扫描法精度更高。
4 结束语
通过分析，用三坐标测量机扫描法很大程度上拓展了圆弧样板的测量范围，适用于（0-600）mm的样板，而且三坐标的检测精度高，检测结果稳定、准确，检测精度能满足实际生产的需要，并且检测人员的检测经验要求较低编好程序后。
另外，检测员在检测时只需要建立工件坐标系即可实现自动检测，不仅消除了人为误差，提高了测量结果的一致性和可靠性，而且可以实现批量检测，提高了工作效率。
参考文献
[1]崔建军.蜗杆齿厚的坐标测量法.计量技术.2012，（3）：46-47.
[2]GB/T 1958-2004 产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差 检测规定.
[3]JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示.
作者简介
李媛（1988.01.11——），女，助理工程师，学士学位，目前主要从事长度几何量检测方向。
[关键词]圆弧样板 三坐标测量机 扫描法
中图分类号：TE970 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）04-0323-01
1 引言
作为生产机车的大型企业，会用到各式各样的样板，比如踏面样板、圆弧样板、楔口样板、半径样板等。针对不同的样板可以用不同的检测方法进行检测，踏面样板用万能工具显微镜按坐标点进行检测，圆弧样板用大型投影仪来检测其轮廓度，但是大型投影仪可检测样件的最大直径为140mm，也就是说尺寸大于140mm的圆弧样板就无法用大型投影仪实现检测。经过不断的摸索，终于找到了用三坐标测量机进行扫描的测量方法，解决了生产中的实际问题。
当前，三坐标测量机在制造业中得到了广泛应用，它具有高精度、高效率、数字化和柔性化等优点，可以检测几何尺寸、形位公差和曲线曲面等。本文使用的配套软件是QUINDOS 6。
2 坐标测量法的测量原理和测量程序
2.1 测量原理
“坐标测量”的概念是由英国Ferranti公司在1959年首先提出的，它是对传统测量概念的一种突破，其重要意义在于把对测量概念的理解从单纯的“比较”引申到了“模型化测量”的新领域，从而推动了测量技术的蓬勃发展。对三坐标扫描法检测样板而言，就是通过扫描样板的轮廓，得到扫描点的坐标值。用这些坐标值在CAD里可以还原成一系列的点，通过检查这些点构成的曲线是否在公差带内，从而确定该样板是否合格。以下是样板的CAD图。
2.2 测量程序
在用三坐标测量机测量时，主要分三步：
（1）校验探针（为了提高测量精度，选用的测头尽可能大，测杆尽可能短。由于样板的工作面厚度一般为0.3mm，所以在此应注意选择合适的探针直径，建议不大于5mm），然后建立工件坐标系；
（2）扫描工件的工作面轮廓，其中要在程序中设定合适起始点、方向点、结束点、扫描速度和扫描密度等，样板的弧度不同需要设定不同的扫描半径、扫描速度和扫描密度，否则不能顺利扫描。
（3）把扫描点的坐标值输出到txt文档中，保存程序到相应文件夹。
具体程序如下：
CALSPH_P（NAM=PRB（1），DIA=2，SPH=CASPH$25，NRF=N， DFT=3，ANG=（0，0，15），SNT=PMM
MEPLA （NAM=PLANE（1），CSY=CMMA$CSY， CPY=DEF$PLA3，DEL=Y）
MEAXI （NAM=AXIS（1）， CSY=CMMA$CSY，PRO=PLANE（1）， CPY=DEF$AXI6， DEL=Y）
MEPNT （NAM=POINT（1），CSY=CMMA$CSY，PRO=PLANE（1），CTY=SM，DEL=Y）
BLDCSY （NAM=CSY（1），TYP=CAR， SPA=PLANE（1），SDR=+Z， PLA=AXIS（1），PDR=-X，XZE=
ME2DE （NAM=CURVE（1），CSY=CSY（1），MOD=（NOC，NOE）， INO=O， DEL=N）
RCOR2D （SRC=CURVE（1）， DST=CURVE_1，RAD=1）
EDTAPT （NAM=CURVE_1）
FMTOBJ （FIL=D：＼123456.TXT， NAM=CURVE_1， STA=NEW， TYP=ELE，STY=APT， DSC=（X，Y，
SAVE （FIL=D：＼2015-9＼HXD1C.WDB）
由于掃描的轮廓过大，不便于展现完整轮廓，现取其中一部分进行说明，如图2所示。边缘的两条线是公差带，中间是由扫描点坐标值生成的点构成的线。判定该样板是否合格就转化成检测中间的点有没有全部在公差带内，若所有的点都在公差带内，该样板就合格；反之，就不合格。
3 结果分析
由于大型投影仪的精度是（4+L/50）μm，而且用大型投影仪检测需要把样板的工作面轮廓按比例放大，刻在有机玻璃上，所以对检测结果有影响的因素很多，最主要的就是有机玻璃上的刻线宽度，刻线宽度一般都是0.3mm，另外还有对线时的人为误差，需要检测人员有比较丰富的检测经验，而三坐标测量机的精度是（1.2+L/350）μm。很明显，用三坐标测量机扫描法精度更高。
4 结束语
通过分析，用三坐标测量机扫描法很大程度上拓展了圆弧样板的测量范围，适用于（0-600）mm的样板，而且三坐标的检测精度高，检测结果稳定、准确，检测精度能满足实际生产的需要，并且检测人员的检测经验要求较低编好程序后。
另外，检测员在检测时只需要建立工件坐标系即可实现自动检测，不仅消除了人为误差，提高了测量结果的一致性和可靠性，而且可以实现批量检测，提高了工作效率。
参考文献
[1]崔建军.蜗杆齿厚的坐标测量法.计量技术.2012，（3）：46-47.
[2]GB/T 1958-2004 产品几何量技术规范（GPS）形状和位置公差 检测规定.
[3]JJF 1059.1-2012 测量不确定度评定与表示.
作者简介
李媛（1988.01.11——），女，助理工程师，学士学位，目前主要从事长度几何量检测方向。