如右图所示,该零件是一个简化支架示意图。第一基准是一个长方形的精加工平面,但由于其基准平面的采样范围有些偏小,如果基准精度出现细小偏差,直接影响到后续尺寸测量的准确度。针对此类小平面找正问题,我们该如何处理呢?
对此,我们通过图样分析和对实际装配状况的了解,给客户建议增添一个额外的附加找正条件,以提高精找正的效果。就是把其中一个距离较远且精度较高的圆柱特征加入到了基准平面的找正之中,经这样找正方案的改进,测量
数据的可信度可以得到明显提高。同时也得到了客户的认可。
具体操作步骤如下:
1,手动采集基准小平面,建立坐标系Z轴找正;然后,再在基准小平面的合适
部分分别采集4个点;
2,在较远处的那个内圆测量圆柱特征,再跟前面4点一起构造偏置平面。
3,再用偏置平面重新找正坐标系第一轴,即精建坐标系。
注:基准小平面找正为粗建坐标系,仅为解决偏置平面的采样矢量问题;在第2步时,只能测量圆柱特征,不能测量圆,因为没有很好的投影平面。
构造偏置平面(三阶或N阶平面)具体步骤如下:
1)在PC—DMIS软件中,选择(插入 |特征 |构造 |平面)。出现构造平面对话框:如右图
2)选择要参与构造偏置平面的特征;
3)选择“偏置”选项,单击“偏置”按扭,出现偏置对话框;如下图
4)在偏置字段中输入相应的偏置值,如左图;
5)选择“计算标称值”,再单击计算,如右图;
6)再单击确定,关闭偏置平面对话框;
7)单击创建按钮,则偏置平面创建完成。
如图所示,该零件的第1轴是通过测量圆柱A来找正,中心线置原点;第2轴原想通过测量B和C建共面来进行軕旋转,结果发现,B跟C面数据很好,但是D面的数据超差很大,而装配却没有问题。这如何处理?
对此,通过分析,明显看出用于旋转第2轴的共面太小,使其坐标轴的找正误差加大。我们通过PC—DMIS偏置平面,用B,C,D三个小平面构造共面的方法测量。发现结果可靠,且简洁方便。
具体操作步骤如下:
1,测内圆柱A找正零件参考系第一轴,并将圆柱轴线置原点;
2,在B,C,D小平面上各测一点或各测一个小平面,用构造偏置平面的方法构造一个平面,用来旋转零件坐标系的第2轴。
例:用平面旋转第二轴建立坐标系步骤如下:
1,圆柱1找正Z轴;
2,平面1围绕Z正旋转到Y负,(用其平面方向余弦旋转);
3,圆柱1为X,Y轴原点,点1为Z轴原点。
如图所示,该工作要求测量位置度,其基准标为平面A(孔端面),原点为共圆中心。我们如何建立坐标系测量?
通常该类零件的孔端面为坐标系的第1轴。而该类零件坐标系的第2轴,是测量一条轴线上的两对应孔,但因奇数孔而找不到合适的一对孔时,而被迫采用测三孔构共圆后再与其中一孔连线来旋转坐标轴等方法,手动操作过程显得比较繁琐。
本找正方法的特点是:手动操作比较简单,其测量元素只是一个平面和圆孔阵中的任意两圆
具体操作步骤:
1:导入IGES文件,单击“操作—图形显示窗口—切换屏幕模式—程序”,即在程为基准。序模式下…用鼠标在数模基准平面上单击采点,每在数模上单击一次,即采集一点,则出现一个“红色箭头”。采集4点,按下键盘的“结束 END”键,则基准平面
1采集完成。再建立坐标系第一轴,即Z轴找正并归原点。
2:用同样的方法在数模的两基准孔内分别采集两圆。即圆1,圆2;
3:在手动模式下,按Ctrl+Q执行测量程序,用操作盒在工件上采集与数模相对应的基准元素;
4:当测量结束后,按“Ctrl+Ait+A”组合键。进入新建坐标系对话框;如右图:
5:单击“最佳拟合”进入对话框;如右图,
(1)在“坐标系特征”中选择“圆1,圆2”
(2)在“坐标系选项”中,选择“2维”。激活平面选择“Z正”。
(3)在“最佳拟合方法”中选择“最小二乘方”及“旋转和平移”。
注:要先建立一个平面找正的坐标系,才能使用最佳拟合2维坐标系。
激活平面:用于设置将在哪一个平面中计算2维坐标系。一般来说我们的平面找正那个轴,就选择那个轴。
单击“确认”按扭,结束最佳拟合对话框。再在新建坐标系对话框,单击“确认”按扭。最佳拟合坐标系完成。
最佳拟合对话框对话框中各选项卡的含义:
(1)坐标系特征:包含了零件程序中所有特征,在其中我们要选择本次要用到的特征。
(2)输入列表框:输入列表框包括在创建最佳拟合坐标系时将使用的特征。它可用于在创建坐标系之前对特征进行编辑。
(3)“编辑加权”按钮:用于将所选特征的当前加权填入加权编辑器区域的新值框,以便对加权进行更改。
(4)“创建加权”按钮:用于自动创建输入列表框中每个特征的加权。
(5)“旋转中心”按钮:用于从输入列表框中的选定特征获取理论值和测定值,并将其填入旋转中心区域的理论值框和测定值框。当计算最佳拟合坐标系时,该值将用作旋转的中心。
(6)“旋转中心”区域:旋转中心区域包含两个框来定义理论和实测旋转中心。
理论值:理论框包含 3D最佳拟合坐标系旋转的理论中心。
实测值:理论框包含 3D最佳拟合坐标系旋转的测定中心。
(7)“加权编辑器”区域:权重编辑器区域保持不可用,除非用户从输入列表框中选择一个特征并且点击编辑权重。新值:输入新的加权值。
输入按钮:会将新输入的权重应用到在输入列表框中的选择特征。
这些加权的默认值是1,您可以在编辑窗口和对话框中修改加权。如果加权值相等,这些元素在与数模拟合过程中的误差是平均分配的,所以拟合后会发现这些参与拟合的元素实测值与理论值都有偏差,这是正常的
。如果需要其中某一元素的偏差最小,可以使用编辑每个元素在拟合时的“加权值”来使某一元素偏差最小,而把偏差累计到其它元素那里。
(8)“方向”区域:
3维:3D最佳拟合坐标系使用原始(机器)数据,并使其与理论值相关联.它不会使用先前的坐标系,而将创建一个全新的坐标系.
2维:2D最佳拟合坐标系需要一个起始坐标系,起始坐标系是在指定的工作平面中基于当前坐标系创建的
激活平面:用于设置将在哪一个平面中计算2维坐标系。
指定约束:使用户选择六个自由度(关于X,Y,Z轴的旋转;X,Y,Z,轴的平移)来限制3D或者2D坐标系。当用户选择了此复选框,PC—DMIS将在最佳拟合算法区域显示被限制轴区域。
选择被约束轴”区域可以使用户定义与旋转,平移相关的轴。
“绕X轴旋转”选项约束坐标系不绕X轴旋转;
“绕Y轴旋转”选项约束坐标系不绕Y轴旋转;
“绕Z轴旋转”选项约束坐标系不绕Z轴旋转;
“沿X轴平移”选项约束坐标系不沿X轴移动;
“沿Y轴平移”选项约束坐标系不沿Y轴移动;
“沿Z轴平移”选项约束坐标系不沿Z轴移动。
例:如果需要围绕Z轴旋转并沿X轴方向平移,我们需要选择绕X,Y轴旋转来约束坐标系仅能绕Z轴旋转。同理,选择沿Y,Z轴平移来约束仅能沿X轴方向平移
(9)“最佳拟合法”区域:提供了三种计算方法和坐标系的三个自由度
计算方法以下三种:
1最小二乘法:此选项是将所选全部特征的误差平方的平均值最小化的一种计算方法,这种方法是最常用的最佳拟合方法,误差值是距离平方的和。对于超出这个平均值的人别特征,将被作为一个坏点处理或者错误的矢量方向处理,这个特征将不参与最佳拟合计算。最终结果,最佳拟合坐标系中的误差将在所有特征输入之间均匀分布。
2矢量:此选项也可叫做射影的“最小二乘法”。最指在最小化平方差之前,在理论矢量方向上捕捉输入特征的误差,然后再将这些误差平方的平均值最小化的一种计算方法。所有的误差都将沿着理论矢量方向进行处理,这个误差值是射影距离的平方和
3最小/最大:此选项PC-DMIS在所有的输入特征中将最大误差最小化。(此选项仅用于2D最佳拟合。)
自由度以下三种:
1旋转和平移:此选项在计算坐标系时将允许最大的自由度,使其可以自由地旋转和平移。
2仅旋转:此选项限制坐标系在计算时只能旋转。
3仅平移:此选项限制坐标系在计算时只能旋转。
迭代与重刺穿CAD区域:
有效:如果选择,PC—DMIS完成一个迭代最佳拟合坐标系,刺穿CAD并且使用公差和最大迭代在每次迭代中调整特征法线以控制结果。如果不选择,PC—DMIS完成一个单一最佳拟合坐标系。
公差:该对话框充许用输入一个PC—DMIS用于搜索刺穿CAD曲面的公差。新的法向点将最接近与实际特征的CAD点。如果在实际特征公差范围内找到CAD曲面,刚这个特征在后续迭代中将被忽略。
最大迭代:些选项决定迭代坐标系运算法则所需的最大数量的迭代次数
如图所示,该零件的Z轴是通过测量一个平面来找正的,并为Z轴原点;但是X轴跟两圆的连线不平行,我们一般都构造两圆连线旋转一个理论角度来实现轴旋转,从而建立坐标系。除此这外,我们还可以用最佳拟合建立坐标系。
具体操作步骤如下:
1,手动测量平面1,新建坐标系,即Z轴找正,并置原点;
2,手动测圆1,新建坐标系,圆心为X,Y原点;
3,手动测圆2,并按图样修改圆2的理论坐标值;
4,按“Ctrl+Ait+A”组合键,出现对话框后,单击“最佳拟合”。出现“最佳拟合对话框,选择圆1,圆2仅旋转新建最佳拟合2D坐标系。
如图所示,该零件的Z轴是通过测量一个平面来找正的,并为Z轴原点;该零件两孔连线与轴线不平行,且原点也要偏置。显然,按常规方法比较烦锁。我们根据图样设计要求,选择了比较方便的最佳拟合坐标系。
具体操作步骤如下:
1,手动测量平面1,新建坐标系,即Z轴找正,并置原点;
2,手动测圆1,圆2;并按图样修改圆1,圆2的理论坐标值;
3,按“Ctrl+Ait+A”组合键,出现对话框后,单击“最佳拟合”。出现“最佳拟合对话框,选择圆1,圆2旋转和平移新建最佳拟合2D坐标系。
在测量过程中出现工件意外碰撞或移动,我们如何操作的?
在日常工作中,偶尔会发生一个零件快要测完时,由于意外,使正在测量中的零件移动了,这时我们再从新测一遍,就感觉比较麻烦。这时我们使用拟合坐标系,即在动过后直接在程序末尾采集基准元素重新建立一个新的坐标系,使新坐标系与原来的坐标系拟合,可重新找正零件并保存先前的测量数据。然后继续测量,相对比较方便。
拟合坐标系操作步骤如下:
1,在程序末尾使用“程序模式”采集基准元素;(如已编程,先剪切未测元素,拟合坐标系后再粘贴回去继续测量。)
2,使用手动测量模式,用操作盒在工件上采集与数模相对应的基准元素;
3,再用基准元素新建立坐标系,即“A2”坐标系
4,单击“插入—坐标系—拟合”,出现对话框:
5,单击“新坐标系”的下拉菜单,选择“A2”;如左图
6,单击“原始坐标系”的下拉菜单,选择“A1”;如右图
7,单击“确定”按扭,完成拟合坐标系。则可继续测量。