搜索
机械测量与公差E-mail：（作者的邮件）日期：2009-07-16费修莹技能士培训教材机械点检-1中国设备管理协会全面生产维护委员会广州大学工业工程与设备工程研究所广州学府设备管理工程顾问有限公司通用测量与公差要点12百分表目录标准外径千分尺使用要点游标卡尺使用要点框式水平仪6三坐标激光动态跟踪仪543通用测量与公差要点常用的测量工具有：钢直尺、塞尺、标准游标卡尺、深度游标卡尺、齿厚游标卡尺、外径千分尺、尖头千分尺、板厚千分尺、壁厚千分尺、杠杆千分尺、公法线千分尺、深度千分尺、内径千分尺、螺纹千分尺、内测千分尺、百分表、内径百分表、杠杆式百分表、千分表、框式水平仪、万能角度尺、光滑极限量规、半径样板、螺纹样板、表面粗糙度比较样块等。公差与配合公差与配合•公差与形位公差•公差；是制造中可允许的误差。•基孔制；以孔为加工基准的公差。•基轴制；以轴为加工基准的公差。•形位公差；垂直度、同心度、同轴度、圆度•配合•动配合(间隙配合)•过渡配合•静配合(紧配合、过盈配合)要点一:根据被测定物体的形状、测定场所、测定范围、所需精度等使用合适的测量工具；要点二:测量工具是精密的测定设备,使用中须注意轻拿轻放,避免碰撞,以免造成工具动作不良或精度不准;要点三:使用前要认真地清扫，擦去各部分的污染物灰尘；特别是测定面，即使有一点灰尘都可能造成测定误差，所以要很仔细地清扫；要点四:测量工具应定期进行检查和标定,以确保其处于可靠的状态.超过检定周期的量具不要使用;通用测量要点通用测量要点要点五:读数时要避免视差.无论是使用标准千分尺还是指针式千分尺,在读数时由于眼睛所处的位置不同会有所差异,所以读数时一定要从正面读取,使视线垂直于该度或指针;要点六:测量工具应满足的保管条件.☆避免阳光直射☆湿度低、通风好、尘埃少☆放入专用的盒子☆避免阳光直射☆湿度低、通风好、尘埃少☆放入专用的盒子标准外径千分尺使用要点利用螺旋副原理，对弧形尺架上两测量面间分隔的距离进行读数的通用长度测量工具，称为外径千分尺，又称为螺旋测微器。1-尺架3-测微螺杆5-固定套管7-测力装置2-测砧4-锁紧装置6-微分套筒8-隔热板1-尺架3-测微螺杆5-固定套管7-测力装置2-测砧4-锁紧装置6-微分套筒8-隔热板标准外径千分尺使用要点要点一:正确读数.对米制而言,微分套筒旋转一周即转过50格,测微螺杆位移0.5mm；微分套筒转两周，测微螺杆移动1mm。昀小刻度0.01mm和0.002mm的千分尺的标准读法如下:标准外径千分尺使用要点要点二:减少温度对测量结果的影响.在一般的现场,为使温度的影响降到昀低,应使被测件和千分尺在同一条件下放置一段时间,使它们的温度相同或相近后再进行测量.测量时,第一要用手拿住隔热板,第二动作要快,以防手的温度传到尺架上,致使尺架变形,引起示值误差.对于大型千分尺,这点尤为其重要;▲100mm长的铁棒在10℃的温度变化中,尺寸竟变化约0.012mm标准外径千分尺使用要点要点三:测量时必须使用棘轮保险器(即测力装置).棘轮保险器是把测定力做成恒定力量的装置,它可以保证使不同的人以相同的测定力进行测量.要点四:使用千分尺要轻拿轻放，不得让硬物磕碰千分。如果万一磕碰了千分尺，则要立即检查其外观质量、各部分的相互作用和校对零位，如发现有不合格，应送到计量部门修理;要点五:千分尺用完后要用软质干净的干布擦拭粘着在各部分的污染物、指纹痕迹等。长期存放或油已干时，使用浸过防锈油的布轻轻擦拭各部位（除超硬部分），使防锈油渗透到各个角落。误正游标卡尺使用要点利用游标原理,对两测量爪相对移动分隔的距离进行读数的通用长度测量工具，称为游标卡尺，简称为卡尺。游标卡尺除了通常的刻度是显示外，还有指针式、游标卡尺使用要点游标卡尺使用要点1,使用量爪的测定面和测定物呈直角接触后再进行测量；2,注意测量力，尤其是对于没有微动装置的卡尺，更要特别注意。当两个量爪的测量面与被测物接触后，右手拇指拉或推的力量不宜太大。当手感到卡尺的两个量爪的测量面与被测物表面刚刚接触后稍加点力即可读数，如用力过大，测量结果会比实际值小。游标卡尺使用要点3,在测定内径、槽宽时，不要弄错昀大值、昀小值。在测量内径时，要读取指示值所显示昀大时候的值；而在测量槽宽时，要读取指示值所显示昀小时候的值。4,要定期检定卡尺。一般是3个月为一周期，由专业人员或机构进行检定。规定检定周期的依据是卡尺的使用频率，使用频率高的周期应短些；使用频率低的周期应长些。将测量杆的直线位移,通过齿条的齿轮传动系统转变为指针的角位移进行读数的测量工具,称为百分表.百分表的分度值为0.01mm常用百分表的测量范围为0～3mm,0～5mm和0～10mm。百分表要点一:使用前要检查各部分相互作用是否正常，如：表圈转动应平稳，静止要可靠；表圈和表体的配合应无明显松动；测杆的移动、长指针和转数指针回转应平稳、灵活，不得有卡住、阻滞及跳动现象；指针不得有松动；夹紧百分表后，测杆应能自由移动，不得有阻滞和卡住；要点二:百分表是由齿轮、齿条、小齿轮、拉簧等很多部件组成的精密测量仪表，使用中应充分小心，不要使面分表受到过度的冲击；要点三:使用测头已磨损的百分表会产生大的误差，因此要及时更换测头；百分表要点四:根据测定物的形状应选用最合适的测头.要点五:使用百分表进行测定时,应尽可能利用测量范围的中间段。要点六:测量平面时,测杆要垂直于被测表面;测量圆柱形制件时,测杆要垂直地通过被测件的轴心线,以防产生测量误差。测量时,为了防止被测件撞击测头,要先提起测杆,再把被测件推到测头下进行测量;百分表百分表框式水平仪利用重力原理，将底工作面相对于水平面的微小倾斜，变成主水准泡的位移而进行读数测量微小倾角的测量工具，称为水平仪。主要有框式水平仪、条式水平仪（即钳工水平仪）、合像水平仪、电子水平仪等。常用的框式水平仪不仅能检测平面度、平面对水平位置的误差，还能检测平面对垂直位置的误差。框式水平仪水平仪的分度值是主水准泡的气泡移动一个刻度所产生的倾斜，此倾斜以一米为基准长的倾斜高与底边的比表示，单位为mm/m。三坐标激光动态跟踪表三维空间坐标检测，是几何量检测的昀高境界，对于那些靠常规测量手段无法检测的几何参数，只能依赖三坐标测量仪来解决。三坐标激光动态跟踪仪由球形反射器、跟踪头、控制器、便携式电脑四部分组成，通常安装在实验室内，对于那些较大的工件及现场设备的空间位置，普通的三坐标测量仪就无能为力了。为此，检测公司从国外引进了具有世界先进水平的国内第一套便携式三坐标激光动态跟踪仪及现场检测分析技术。三维复制技术三维复制技术•三维扫描仪技术又称“三维复制技术”，它可以深入到任何复杂的现场环境及空间中进行扫描操作，并直接将各种大型的、复杂的、不规则、标准或非标准等实体或实景的三维数据完整的扫描到电脑中，进而快速重构出目标的三维模型及线、面、体、空间等各种制图数据，同时，它所扫描的三维激光/结构光点云数据还可进行各种后处理工作（如：测绘、计量、分析、仿真、模拟、展示、监测、虚拟现实、…等），它是各种正向工程工具的对称应用工具，即：逆向工程工具。三维激光扫描测量技术三维激光扫描测量技术•三维激光扫描测量技术克服了传统测量技术的局限性，采用非接触主动测量方式直接获取高精度三维数据，能够对任意物体进行扫描，且没有白天和黑夜的限制，快速将现实世界的信息转换成可以处理的数据。它具有扫描速度快、实时性强、精度高、主动性强、全数字特征等特点，可以极大地降低成本，节约时间，而且使用方便，其输出格式可直接与CAD、三维动画等工具软件接口。点云数据构建處理及重建点云数据构建處理及重建•利用三维激光扫描仪获取的点云数据构建实体三维几何模型时，不同的应用对象、不同点云数据的特性，三维激光扫描数据处理的过程和方法也不尽相同。概括地讲，整个数据处理过程包括数据采集、数据预处理、几何模型重建和模型可视化。•数据预处理阶段涉及的内容有点云数据的滤波、点云数据的平滑、点云数据的缩减、点云数据的分割、不同站点扫描数据的配准及融合等；模型重建阶段涉及的内容有三维模型的重建、模型重建后的平滑、残缺数据的处理、模型简化和纹理映射等。曲面的构建曲面的构建•由三维扫描仪所得到的点云数据来建立曲面的方式一般可以分为两种：一种是以近似的方式、另一种是以插补的方式来将顺序的点数据建立成为曲面，以下我们分别就这两种方法做一介绍：•1.近似法(approximation)以近似法来重建曲面，首先必须先指定一个容许误差值(tolerance)，并在U、V方向建立控制点的起始数目，以最小平方法来拟合出(fit)一个曲面后将量测之点投射到曲面上并分别求出点到面的误差量，控制误差量至指定的容许误差值内以完成曲面的建立，如果量测的数据很密集或是指定的容许误差很小，则运算的时间会相当的久。以近似法来拟合曲面的优点是拟合的曲线不需要通过每个量测点，因此对于量测时的噪声将有抑除的作用，综合以上所述，使用近似法的时机通常是点云数据点多且含噪声较大的情况下。•2.插补法(interpolation)以插补的方式来进行曲面的建立，则是将每个截面的点数据，分别插补得到通过这些点的曲线，再利用这些曲线来建立一个曲面。以插补的方式进行曲面数据建立，其优点在于得到曲面一定会通量测之点数据，因此如果数据量大的话，所得到的曲面更近似于原曲面模型，然而也因为如此，如果量测时点数据含大量的噪声则在重建曲面时大量的噪声将被含入而产生相当大的误差。综合以上所述，以插补法来重建曲面较佳的使用时机是对于数据量少且所含入噪声较小的点群数据。对原始点云数据应进行预处理步骤：对原始点云数据应进行预处理步骤：•1．去掉噪音点，常用的检查方法是将点云显示在图形终端上，或者生成曲线曲面，采用半交互半自动的光顺方法对点云数据进行检查调整；2．数据插补，对于一些扫描不到的区域，其数据只能通过数据插补的方法来补齐，这里要考虑两种曲面造型技术，基于点—--样条的曲面反求造型和基于点的曲面拟合技术；3．数据平滑，数据平滑的目的是为了消除噪音点，得到精确的模型和良好的特征提取效果，采用平滑法处理方法，应力求保持待求参数所能提供的信息不变；4．数据光顺，光顺泛指光滑、顺眼，但由于精度的要求，不允许对测量的数据点施加过大的修改量来满足光顺的要求，另一方面由于实物边界曲面的多样性，边界上的某些特征点（边界折拐点）必须予以保留，而不能被视为“坏点”。5．点云的重定位整合，在重新装夹后多次扫描形成的数据要进行重定位整合，目前一般的CAD软件还都没有此项功能，需要造型人员手工“缝合”，在测量件上选取两次定位状态下的基准点，在两次定位测量的过程中，分别测量两次定位状态下的基准点的坐标值，然后以一定的判断规则判别出各基准点的测量精度，最后在CAD系统中显示定位下的测量数据，并移动某一定位下的数据，使该定位下的所有测量数据整合到另一定位下。掃描器特点掃描器特点•1．扫描速度极快，高速扫描可以达到10000点/秒；2．扫描精度高，可以达到0.05mm；3．激光扫描头具有自动对焦功能，并且可以在控制软件中调节激光功率；4．复合式扫描方式，同时具有三维扫描和二次元投影的功能；5．自动进行系统精度校正；6．自动设定扫描路径；7．旋转扫描减少死角；8．自动分层扫描；9．双镜头自动判断最佳读入数据；10．不受材质影响，遇到黑色工件也不需要喷涂白色雾剂；11．整个系统闭环控制；三坐标激光动态跟踪仪1、该设备技术特点⑴体积小、易于携带，可在各种场合下对任何物体进行精确的测量；⑵可进行昀佳状态拟合，通过对被检物体的特征点的测量，拟合出被测物体的形状；⑶动态跟踪、轨迹跟踪，可对运动物体（如连杆、机器人手臂等）的轨迹进行跟踪；⑷可精确地确定物体与物体之间的空间位置；⑸检测精度高：直线分辨率＝1μm；角度分辨率：0.14″(秒);坐标重复率＝±5ppm;坐标静态绝对精度＝±10ppm;坐标动态绝对精度＝±20ppm。三坐标激光动态跟踪表1、应用场合⑴机械零部件的形位公差检测，如下图a所示；⑵设备安装尺寸检测；⑶辊系平行度的检测