一种测量兜孔保持架轴向径向位置度的方法

摘要

一种测量兜孔保持架轴向径向位置度的方法，该方法包括：步骤一、探针选择和校验，根据保持架兜孔的大小选择相应的测量探针直径，利用软件校验探针；步骤二、校验转台；步骤三、保持架装夹，把保持架装夹于均分在保持架端面圆柱滚子垫铁上并固定；步骤四、手动建立工件坐标系；步骤五、自动建立工作坐标系；步骤六、测量兜孔位置度：用竖直探针测量保持架外径基准和保持架上端面，用水平探针测量保持架的下端面，求上、下两个端面的中平面构造基准面；用水平测针分别测量一个兜孔的左、右两圆柱面，并构造中线，依次测量每个兜孔的中线，然后评价每个兜孔的轴向、径向位置度。本发明测量一致性好，测量结果稳定。

权利要求

1.一种测量保持架兜孔轴向径向位置度的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：步骤一、探针选择和校验，根据保持架兜孔的大小选择相应的测量探针直径，分别作为参考探针、竖直探针和水平探针；利用Qunidos软件校验探针，校验完探针后，点击F6键查看校准球的FORM值，球心坐标和挠曲量检验是否合格，FORM值原则不能超过1μm；

步骤二、校验转台，利用参考探针在校准球上120度间隔进行测量，变成转台与参考 探针的关联及校准；按照Qunidos软件提示，在转台的0°位置时，使用参考 探针在校准球的正上方测量第一个点，然后手动旋转转台120°，使用参考探针在校准球的正上方测量第二个点，再手动旋转转台120°，再用参考探针在校准球的正上方测量第三个点，开始转台自动校准，校准完转台把参考探针送回；

步骤三、保持架装夹，把保持架装夹于均分在保持架端面圆柱滚子垫铁上并固定，在Qunidos软件中定义变量参数：N表示兜孔个数，H表示保持架宽度，P表示保持架壁厚，PRBDIA表示探针直径，L1表示保持架兜孔长轴，L2表示保持架兜孔短轴；

步骤四、手动建立工件坐标系，用竖直探针分别手动测量保持架端面基准C确定坐标系的Z轴方向和基准圆，然后调用水平探针手动在任意一个保持架兜孔的左右两边分别测量一个点，再构造中点，与保持架外径基准B的圆心连线构成坐标系的X轴向；

步骤五、自动建立工件坐标系，用竖直探针自动测量保持架端面基准C确定坐标系的Z轴方向和基准圆，然后调用命令套用手动测量构造的中点，与自动测量的外径基准圆心连线形成坐标系的X轴向；

步骤六、测量兜孔位置度：用竖直探针测量保持架外径基准B和保持架上端面，用水平探针测量保持架的下端面，求上、下两个端面的中平面构造基准面A；用水平探针 分别测量一个兜孔的左、右两圆柱面，并构造中线，按兜孔的等分个数分别旋转步骤五中的坐标系到每个兜孔上；

依次测量每个兜孔的中线，然后评价每个兜孔的轴向、径向位置度，即保持架外径基准B到兜孔左右圆柱面中线距离2倍为保持架兜孔径向位置度；兜孔左右圆柱面中线与保持架基准面A的距离的2倍为椭圆孔保持架兜孔轴向位置度。

2.根据权利要求1所述一种测量保持架兜孔轴向径向位置度的方法，其特征在于：步骤一选用杆长为80mm，直径为5mm的参考探针，位于1号探针库位置，竖直向下放置；使用杆长为20mm，直径为3mm的竖直 探针，位于2号探针库位置，竖直向下放置；使用杆长为20mm，直径为3mm的水平 探针，位于3号探针库位置，水平向右放置。

3.根据权利要求1或2所述一种测量保持架兜孔轴向径向位置度的方法，其特征在于：所述步骤四中用3mm竖直探针分别手动测量保持架端面基准C确定坐标系的Z轴方向，然后调用3mm水平探针手动在任意一个保持架兜孔的左右两边分别测量一个点构造中点。

4.根据权利要求3所述一种测量保持架兜孔轴向径向位置度的方法，其特征在于：所述步骤五中用3mm竖直探针自动测量保持架端面基准C确定坐标系的Z轴方向。

说明书

一种测量兜孔保持架轴向径向位置度的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种测量方法，具体涉及一种测量兜孔保持架轴向径向位置度的方法。

背景技术

[0002] 所谓特殊结构兜孔保持架，如图1‑图3所示，兜孔特点是由左右两个圆柱孔相贯合成的，左侧的圆柱孔的质心在左侧，右侧的圆柱孔的质心在右侧，直观看类似椭圆孔但不是
真正意义的椭圆孔。测量这种特殊结构兜孔保持架轴向、径向位置度的方法目前还没有，急
需解决。

发明内容

[0003] 本发明是为克服现有技术不足，提供一种测量兜孔保持架轴向径向位置度的方法。

[0004] 本发明的技术方案是：一种测量兜孔保持架轴向径向位置度的方法，该方法包括以下步骤：

[0005] 步骤一、探针选择和校验，根据保持架兜孔的大小选择相应的测量探针直径，分别作为参考探针、竖直探针和水平探针；利用Qunidos软件校验探针，校验完探针后，点击F6键
查看标准球的FORM值，球心坐标和挠曲量检验是否合格，FORM值原则不能超过1μm；

[0006] 步骤二、校验转台，利用参考探针在校准球上120度间隔进行测量，变成转台与探针的关联及校准；

[0007] 步骤三、保持架装夹，把保持架装夹于均分在保持架端面圆柱滚子垫铁上并固定，在Qunidos软件中定义变量参数：N表示兜孔个数，H表示保持架宽度，P表示保持架壁厚，
PRBDIA表示探针直径，L1表示保持架兜孔长轴，L2表示保持架兜孔短轴；

[0008] 步骤四、手动建立工件坐标系，用竖直探针分别手动测量基准平面C确定坐标系的Z轴方向和基准圆，然后调用水平探针手动在任意一个保持架兜孔的左右两边分别测量一
个点，再构造中点，与保持架外径基准B的圆心连线构成坐标系的X轴向；

[0009] 步骤五、自动建立工作坐标系，用竖直探针自动测量基准平面C确定坐标系的Z轴方向和基准圆，然后调用命令套用手动测量构造的中点，与自动测量的外径基准圆心连线
形成坐标系的X轴向；

[0010] 步骤六、测量兜孔位置度：用竖直探针测量保持架外径基准B和保持架上端面，用水平探针测量保持架的下端面，求上、下两个端面的中平面构造基准面A；用水平测针分别
测量一个兜孔的左、右两圆柱面，并构造中线，按兜孔的等分个数分别旋转坐标系到每个兜
孔上，依次测量每个兜孔的中线，然后评价每个兜孔的轴向、径向位置度。

[0011] 本发明相比现有技术的有益效果是：

[0012] 利用本测量方法测试10余种类似结构的特殊结构(椭圆形)的保持架兜孔轴向位置度及径向位置度，测量方法符合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，测量结果稳定，一致性好，能够满足特殊兜孔保持架轴向、径向位置度的测
量需求。使用三坐标编程测量特殊结构保持架兜孔轴向、径向位置度的新手段，解决了测量
特殊结构保持架兜孔轴向、径向位置度的测量需求，目前我公司此类结构兜孔保持架均采
用此方法进行检测，所有数据都是自动测量获得，检测效率高，测量一致性好，为生产、研发
提供了关键参数。

[0013] 下面结合附图和实施例对本发明的技术方案作进一步地说明：

附图说明

[0014] 图1为特殊结构兜孔保持架局部结构示意图；

[0015] 图2为沿图1的K‑K线的剖视图；

[0016] 图3为图1的E向旋转视图；

[0017] 图4为测量用的特殊结构兜孔保持架示意图；

[0018] 图5为特殊结构兜孔保持架轴向和径向位置度测量状态示意图。

具体实施方式

[0019] 参见图4‑图5所示，一种测量兜孔保持架轴向径向位置度的方法，该方法包括以下步骤：

[0020] 步骤一、探针选择和校验，根据保持架1兜孔的大小选择相应的测量探针直径，分别作为参考探针、竖直探针和水平探针；利用Qunidos软件校验探针，校验完探针后，点击F6
键查看标准球的FORM值，球心坐标和挠曲量检验是否合格，FORM值原则不能超过1μm；

[0021] 步骤二、校验转台，利用参考探针在校准球上120度间隔进行测量，变成转台3与探针的关联及校准；

[0022] 步骤三、保持架装夹，把保持架1装夹于均分在保持架端面的滚子垫铁2上并固定，在Qunidos软件中定义变量参数：N表示兜孔个数，H表示保持架宽度，P表示保持架壁厚，
PRBDIA表示探针直径，L1表示保持架兜孔长轴，L2表示保持架兜孔短轴；

[0023] 步骤四、手动建立工件坐标系，用竖直探针分别手动测量基准平面C确定坐标系的Z轴方向和基准圆，然后调用水平探针手动在任意一个保持架兜孔的左右两边分别测量一
个点，再构造中点，与保持架外径基准B的圆心连线构成坐标系的X轴向；

[0024] 步骤五、自动建立工作坐标系，用竖直探针自动测量基准平面C确定坐标系的Z轴方向和基准圆，然后调用命令套用手动测量构造的中点，与自动测量的外径基准圆心连线
形成坐标系的X轴向；

[0025] 步骤六、测量兜孔位置度：用竖直探针测量保持架外径基准B和保持架上端面，用水平探针测量保持架的下端面，求上、下两个端面的中平面构造基准面A；用水平测针分别
测量一个兜孔的左、右两圆柱面，并构造中线，按兜孔的等分个数分别旋转坐标系到每个兜
孔上，依次测量每个兜孔的中线，然后评价每个兜孔的轴向、径向位置度。

[0026] 上述实施方式选用Leitz公司的reference600高精度三坐标进行测量，由于此型三坐标是固定式测头，保持架兜孔位于保持架回转体表面上，如图1所示，测量保持架兜孔
时，需要配水平测针及第四轴转台才能进行测量。reference600使用的是Quindos软件，根
据图纸的要求及形位公差的标准，通过测量保持架兜孔的左右圆柱及保持架外径、保持架
上下两个端面，实现保持架兜孔轴向、径向位置度的评价。

[0027] 本实施方式的效果是：特殊结构兜孔保持架的程序优化，设置保持架外形尺寸的相关变量，只需输入相应的保持架相关外形尺寸即可实现相同结构的不同大小的保持架的
检测，做到一次编程解决所有相同结构不同大小保持架的轴向、径向位置度检测，使测量结
果具有一致性，规范化。

[0028] 步骤二中的转台校验的具体作法是：按照Qunidos软件提示，在转台3的0°位置时，使用标准探针在校准球的正上方测量第一个点，然后手动旋转转台120°，使用标准探针在
校准球的正上方测量第二个点，再手动旋转转台120°，再用标准探针在校准球的正上方测
量第三个点，开始转台3自动校准，校准完转台3把探针送回。

[0029] 在一个实施例中，探针选取，根据如图1所示检测图纸的要求，选择用5mm探针作为参考探针，3mm竖直探针、3mm水平探针作为非参考探针进行测量。3mm竖直探针用于保持架
上端面及外径的测量；3mm水平探针(可满足大多数兜孔的测量)用于保持架兜孔及下端面
的测量。结合三坐标测量和Qunidos软件，步骤一选用杆长为80mm，直径为5mm的参考探针，
位于1号探针库位置，竖直向下放置；使用杆长为20mm，直径为3mm的非参考探针，位于2号探
针库位置，竖直向下放置；使用杆长为20mm，直径为3mm的非参考探针，位于3号探针库位置，
水平向右放置。

[0030] 基于上述选择的探针及转台校验，在步骤四和步骤五的坐标系确定中，手动建立工件坐标系中，用3mm竖直探针分别手动测量基准平面C确定坐标系的Z轴方向，然后调用
3mm水平探针手动在任意一个保持架兜孔的左右两边分别测量一个点构造中点。自动建立
工件坐标系中，用3mm竖直探针自动测量基准平面C确定坐标系的Z轴方向。

[0031] 上述实施方式步骤六中轴向、径向位置度的评价，具体来说是：用外径圆柱到兜孔左右圆柱中线距离的2倍，即为椭圆孔保持架兜孔径向位置度；用构造的兜孔左右圆柱中线
与保持架宽度的中平面距离的2倍，即为椭圆孔保持架兜孔轴向位置度。

[0032] 下面以另一具体实施例说明特殊结构兜孔保持架的轴向、径向位置度的测量；

[0033] 测量原理：特殊兜孔孔保持架，不是真正意义的椭圆兜孔，如图1所述，图纸给定兜孔长轴L1，短轴L2，兜孔是由左圆孔和右圆孔合成的。兜孔左右圆心距离为：长轴L1减去短
轴L2。根据特殊兜孔保持架图纸规定的设计基准B和C，建立工件坐标系，测量原理如图2所
示，利用Qunidos软件编程实现探针在ZX平面内测量保持架兜孔左右圆柱，以其中一个兜孔
的左圆的等高点与右圆的等高点构成的的中点，与保持架外径基准 构成保持架工件坐标
系的X轴方向，以保持架基准面C作为保持架工件坐标系的Z轴，构造出保持架工件直角坐标
系。具体为：

[0034] 一、探针、转台校验程序

[0035] 校验探针之前，需要把所有的探针放回仓位，校验时必须告诉机器当前探针是空，SetActiiveTool(NAM＝NoTool)指令设置探针为空。

[0036] 探针的选择：根据包持架兜孔的大小选择相应的测量探针直径，尽量选择杆短，球直径大的探针，原则上探针直径一般不超过被测量沟道半径的二分之一。

[0037] 1、探针校验

[0038] QualifyToo

[0039] (NAM＝PRB_1051_80,DIA＝5.000,NRF＝Y,REF＝SPH,MGZ＝1,SNT＝TRX,RPT＝(,,80))：

[0040] 表示使用杆长为80mm长，直径为5mm的参考探针，位于1号探针库位置，竖直向下放置。

[0041] QualifyTool

[0042] (NAM＝PRB_2031_20,DIA＝3.000,NRF＝Y,REF＝SPH,MGZ＝2,SNT＝TRX,RPT＝(,,20))：

[0043] 表示使用杆长为20mm长，直径为3mm的非参考探针，位于2号探针库位置，竖直向下放置。

[0044] QualifyTool

[0045] (NAM＝PRB_Y3032_20,DIA＝3.000,NRF＝Y,REF＝SPH,MGZ＝3,SNT＝TRX,RPT＝(,,20))：

[0046] 表示使用杆长为20mm长，直径为3mm的非参考探针，位于3号探针库位置，水平向右放置。

[0047] 校验完探针后，点击F6查看标准球的FORM值，球心坐标和挠曲量检验是否合格，FORM值原则不能超过1μm。

[0048] 2、转台校验程序

[0049] USECSY：使用转台坐标系(NAM＝REFR$CSY)

[0050] USEPRB：调用竖直探针校验转台(NAM＝PRB_2031_50)

[0051] ENBRTCSY：激活转台坐标系

[0052] NEBRTMOV：激活转台后，把校准球放到转台最外圈的位置上，拧紧。

[0053] BuildRtCsy：校验转台(POS＝0,60,120,180,240,300)

[0054] 按提示，在转台的0位置时，使用标准探针在校准球的正上方测量第一个点，然后手动旋转转台120°，使用标准探针在校准球的正上方测量第二个点，再手动旋转转台120°，
再用标准探针在校准球的正上方测量第三个点，开始转台自动校准。

[0055] PUTPRB：校准完转台把探针送回，

[0056] ROTATE：转台归零。(VAL＝0,0，VL2＝ABS)

[0057] SAVE：保存探针、转台校准程序

[0058] (FIL＝D:\CALIBATION\CAL_PRB_2031_50_PRB_Y3032_20_ROT.WDB)

[0059] PURGE：保存最近一次相同的程序

[0060] (FIL＝D:\CALIBATION\CAL_PRB_2031_50_PRB_Y3032_20_ROT.WDB)

[0061] CLRALL：清屏，转台校准完成后，把转台上的校准球拧下来，放回原处，准备测量工件。

[0062] 3、特殊保持架兜孔轴向位置、径向位置度测量程序

[0063] 分别设变量参数N表示保持架兜孔的个数，H表示保持架宽度，P表示保持架壁厚，L1表示保持架兜孔长轴尺寸，L2表示短轴尺寸，PRBDIA表示使用探针直径，有类似测量保持
架椭圆兜孔位置度的，只需改变相关测量参数的数值即可，使测量程序编制快速看，简单，
高效，容易固化,以某型椭圆孔保持架为例,进行说明，程序如下：

[0064]

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[0066]

[0067]

[0068] 本发明已以较佳实施案例揭示如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可以利用上述揭示的结构及技术内容做
出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施案例，均仍属本发明技术方案范围。