三坐標(biāo)測量位置度的方法及注意事項

申學(xué)利 楊麗云

摘 要：位置度檢測是機動車零部件檢測中經(jīng)常進(jìn)行的一項常規(guī)檢驗。所謂“位置度”是指對被評價要素的實際位置對理想位置變動量的指標(biāo)進(jìn)行限制。在進(jìn)行位置度檢測時首先要很好地理解和消化圖紙的要求，在理解的基礎(chǔ)上選擇合適的基準(zhǔn)。位置度的檢測就是相對于這些基準(zhǔn)，它的定位尺寸為理論尺寸。

關(guān)鍵詞：三坐標(biāo)；位置度

1 位置度的三坐標(biāo)測量方法

1.1 計算被測要素的理論位置

①根據(jù)不同零部件的功能要求，位置度公差分為給定一個方向、給定兩個方向和任意方向三種，可以根據(jù)基準(zhǔn)體系及確定被測要素的理論正確位置的兩個理論正確尺寸的方向選擇適當(dāng)?shù)耐队懊妫鏧Y平面、XZ平面、YZ平面。②根據(jù)投影面和圖紙要求正確計算被測要素在適當(dāng)投影面的理論位置。

1.2 根據(jù)零部件建立合適的坐標(biāo)系。在PC-DMIS軟件中，可以把基準(zhǔn)用于建立零件坐標(biāo)系，也可以使用合適的測量元素建立零件坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)的元素和基準(zhǔn)元素可以分開。

1.3 測量被測元素和基準(zhǔn)元素。在被測元素和基準(zhǔn)元素取點擬合時，最好使用自動程序進(jìn)行，以減少手動檢測的誤差。

1.4 位置度的評價。①在PC-DMIS軟件中，位置度的評價可以直接點擊位置度圖標(biāo)。②在位置度評價對話框中包含兩個頁面，特征控制框和高級，首先根據(jù)圖紙要求設(shè)置相應(yīng)的基準(zhǔn)元素，在基準(zhǔn)元素編輯窗口中只會出現(xiàn)在編輯當(dāng)前光標(biāo)位置以上的基準(zhǔn)特征，如圖1所示。③基準(zhǔn)元素設(shè)置完成，回到特征控制框選擇被測元素，設(shè)置基準(zhǔn)，輸入位置度公差。④在位置度評價的對話框中選擇高級，在此對話框中可以設(shè)置特征控制框尺寸的信息輸出方式和分析選項。如圖2的對話框，在標(biāo)稱值一欄中手動鍵入被測要素的理論位置值，點擊評價。

1.5 在報告文本中刷新就可以看到所評價的位置度結(jié)果。

2 三坐標(biāo)測量位置度的注意事項

2.1 評價位置度的基準(zhǔn)元素選擇和建立坐標(biāo)系的元素選擇有相似之處，都要用平面或軸線作為A基準(zhǔn)，用投影于第一個坐標(biāo)平面的線作為B基準(zhǔn)，用坐標(biāo)系原點作為C基準(zhǔn)。如果這些元素不存在，可以用構(gòu)造功能套用、生成這些元素。

2.2 對位置度公差的理解。如位置度公差值t前加注φ，表示公差帶是直徑為t的圓內(nèi)的區(qū)域，圓心的位置由相對于基準(zhǔn)A和B的理論值確定。（如圖3）

如位置度公差值前加注Sφ，表示公差帶是直徑為t的球內(nèi)的區(qū)域，球心的位置由相對于基準(zhǔn)A、B和C的理論值確定。（如圖4）

2.3 對于深度小于5mm的孔，可以直接計算測量其位置度。對于深度大于5mm的孔，必須采用先測量圓柱，然后與上、下端面求相交，再對交點求位置度的方法來控制測量誤差，上、下端面一般是指整個孔的兩端面。或者盡量取靠近兩端面孔的截面位置，如果僅測量一個截面，求其位置度是不能保證此孔在整個長度范圍上所有截面的位置度都合格的。因為交點是圓柱軸線與兩端平面相交得到，不管軸線方向往哪個方向傾斜，如果兩端交點位置度合格，中間各截面的位置度也應(yīng)該是合格的。

2.4 對于有延伸公差帶要求的，評價時要包含延伸的長度。

2.5 在位置度公差設(shè)置時，有時會出現(xiàn)[M] [L] 圖標(biāo)，它們的含義各不相同，其主要目的是為了尺寸公差和形狀、位置度公差之間的相互補償。

①孔的最小實體位置度公差。

它的含義是計算位置度時，要遵守最小實體狀態(tài)原則，并按最小實體要求輸出其位置度誤差值，如上所示φ14的孔，當(dāng)其實測值小于φ14，例如為φ13.9時，孔的最小實體位置度公差補償值=13.9-14。

它輸出的位置度公差值=|13.9-14|+φ0.5。

②孔的最小實體位置度公差（以孔為基準(zhǔn)）。

它的含義與①相同，與①的不同之處是它的基準(zhǔn)是規(guī)定的孔，即要先測量基準(zhǔn)孔，再測量被測孔，軟件自動計算出包含最小實體要求的位置度誤差值。

③孔的最大實體位置度公差。

它的含義是計算位置度時，要遵守最大實體狀態(tài)原則，并按最大實體要求輸出其位置度誤差值。如上所示φ14的孔做到φ14.1時，孔的最大實體位置度公差補償值=14.1-14，它輸出的位置度公差值=（14.1-14）+φ0.5。

④孔的最大實體位置度公差（以孔為基準(zhǔn)）。

它的含義與③相同，與③的不同之處是它的基準(zhǔn)是規(guī)定的孔，即用三坐標(biāo)測量時要先測量基準(zhǔn)孔，再測量被測孔，軟件自動計算出包含最大實體要求的位置度誤差值。

2.6 基準(zhǔn)的選擇順序也是非常重要的，順序不同，評價出來的結(jié)果也完全不同。

在位置度的檢測時要按照圖紙標(biāo)注的要求設(shè)置選擇，但是設(shè)計人員設(shè)計圖紙時不一定考慮到測量的問題，因此有時圖紙會給測量人員帶來很大的誤解和麻煩，我們不見得非要按照圖紙不合理的標(biāo)注來搞很復(fù)雜的測量，可以及時和廠家設(shè)計員溝通，更好地理解產(chǎn)品的要求，簡單準(zhǔn)確地做好檢測工作。