專利名稱：：凸輪二維曲線測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及測《沐檢驗(yàn)凸輪二維曲線
技術(shù)領(lǐng)域：
；尤其適用于煙草機(jī)械中如凸輪及二維曲線系列零部件的精密測量及逆向工程，同時^it用于才錄制造業(yè)、才M成制造業(yè)等領(lǐng)域中的二維曲線在測量機(jī)上的快速測繪、4全驗(yàn)M求工程等。
背景技術(shù)：
：凸*二維曲線的檢驗(yàn)少部分可用萬能工具顯《鼓4竟，由于要人工測量禾"己錄數(shù)據(jù)，因此，效率低，數(shù)據(jù)處理4^1雜，由于其量程范圍一般為100W00m/n,故測量工件小，僅能完成簡單的平面凸輪，并且難于做逆向工程；也有部分用專業(yè)凸輪測量儀器完成，但一M于檢驗(yàn)加工誤差，不做逆向工程，儀器價格也昂貴，對槽形曲線^^于^r驗(yàn)。在三坐標(biāo)測量曲線面的計量檢定中，由于測針半徑4M嘗等原因，故凸輪二維曲線的測繪^口檢驗(yàn)往往^M交難。目前，在一般測量機(jī)中，測量凸輪二維曲線系列的測量程序很少，有的如意大利的TFSCAN,但其只給出掃描數(shù)據(jù)文件，其測量數(shù)據(jù)為通過數(shù)學(xué)理^:算做測針半徑4Kf嘗得來，數(shù)據(jù)沒有規(guī)律，針對的也是平面凸輪曲線，并且能使用測針的位置^M艮少，所以，其應(yīng)用范圍小，用其作反求設(shè)計和質(zhì)量檢驗(yàn)帶來很多不便。實(shí)際上，現(xiàn)^i沒有能夠滿足^f封可要求的測量二維曲線軟件，因此，用戶常常要根據(jù)自己測試水平和需要研發(fā)這類測量軟件。在三坐標(biāo)測量技術(shù)中，可以取消測針半徑作二維曲線測量，使測試技術(shù)要求可以P爭^氐，但要提高數(shù)據(jù)處理水平或CAD/CAM應(yīng)用能力才能完成等距曲線生成，一般測"^A員4P偉iiJij這樣的理論水平和應(yīng)用能力，因?yàn)殛P(guān)鍵的測針半徑4hf嘗在測量過程中沒有完成；若啟動測針半徑4hf嘗，其測量理論要求測針沿著所測點(diǎn)的法向矢量趨近測量，否則將產(chǎn)生測量誤差。由上述可知，現(xiàn)有技擬W,iiS'J精確地測量凸輪二維曲線。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決的問^^提供一種能夠精確測量凸輪二維曲線的凸輪二維曲線測量方法。3為了解決上述問題，本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法的技術(shù)方案包括將凸輪二維曲線拋物線化；采用等距測量法測量拋物線化后的凸輪二維曲線。所述步驟將凸輪二維曲線拋物線化進(jìn)一步包括下述步驟1)在每個給定測量方向上設(shè)定凸輪二維曲線的測量范圍；2)在每個測量范圍內(nèi)采集n個測量點(diǎn)。所述步驟采用等距測量法測量拋物線化后的凸輪二維曲線進(jìn)一步包括下述步驟3)在每個測量范圍內(nèi)設(shè)變量I從1至n,I初始為1，執(zhí)行下述操作4)判斷I是否等于N，若相等則結(jié)束；5)關(guān)閉觀']針半徑4hj嘗，以第I測量點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，通過測量機(jī)測量第I測量點(diǎn)、第1+1測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值；6)才艮據(jù)第I測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值，計算第I測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的連線向量；7)計算出與所述連線向量垂直的法線矢量的單^f立向量；8)打開測針半徑^hf嘗，以所述第1+1測量點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)并以所述法線矢量為補(bǔ)償矢量，所述測量機(jī)的測針沿所述法線矢量測量以獲得輪廓上第I測量點(diǎn)的精確坐標(biāo)值；9)將1+1的jlH^會I,執(zhí)行步驟3)。所述步驟在每個給定測量方向上設(shè)定凸輪二維曲線的測量范圍進(jìn)一步包括步驟11)沿矢量V1(1，0,0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍；12)沿矢量V2(-1，0,0)為測量方向確定凸輪二維曲線的測量范圍；13)沿矢量V3(0，1，0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍；14)沿矢量V4(0，-1,0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍。與現(xiàn)有技料目比，本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法的有益效果為首先，由于是先將凸輪二維曲線拋物線化，即將凸輪二維曲線細(xì)分為拋物線段,it^理論上是沒有誤差的，測量精度取決于細(xì)分清況，例如，等距值為025mm時,在標(biāo)準(zhǔn)球上實(shí)驗(yàn)56個測量點(diǎn)，測量平均誤差為0.0007mm,標(biāo)準(zhǔn)偏差為O.OOlOmm，因此，本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法的測量精度高。4其次，由于本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法將二維曲線"拋物線"化，用等距測量法完成測量，它啟動了測針半徑4M嘗，因jtk^取了輪廓的數(shù)據(jù)文件，省棄通過其它方法生成等距曲線，因此利于在CAD/CAM中快速完成逆向工程；由于是輪廓數(shù)據(jù)文件，也有利于研究該二維曲線的規(guī)律；由于測量機(jī)測量范圍大，空間測針位置多，因此，可以針對大型凸輪二維曲線的測量，能測量工件上很多特殊位置的二維曲線，所以，可以完成其它計量4義器難于完成的二維曲線測量。然后，由于測量4青度高，因此，該方法可以用于二維曲線的計量才全定，由于采用了等距離測量法，因此，利于實(shí)施快速量^^全驗(yàn)或4;a成加工中的質(zhì)量控制。再者，本發(fā)明的技術(shù)方案還可用于機(jī)床、航空航天Ai氣車行業(yè)常使用的凸輪曲軸的測量等等。圖l是本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法的流程圖；圖2是圖1測量G點(diǎn)產(chǎn)生的測針^M嘗誤差分析的示意圖；圖3是^封各朗日中值定理確定拋物線切點(diǎn)的示意圖；圖4M用等距測量法測量曲線的示意圖5A^用本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法所編制的測量程序的標(biāo)準(zhǔn)球?qū)嶒?yàn)圖；圖6A^用本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法測量平面槽型凸輪二維曲線的示意圖7;W輪廓專她文件生成的該凸輪原始曲線圖；圖8^]輪廓4誠文件生成的該凸輪極坐標(biāo)系原始圖；圖9是圖1的步驟的進(jìn)一步分解示意圖。M實(shí)施方式如圖1所示，本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法包括將凸4侖二維曲線拋物線化；采用等距測量法測量已拋物線化的凸4&二維曲線。如圖9所示，所述步驟將凸輪二維曲線拋物線化進(jìn)一步包括步驟1)在給定的測量方向上設(shè)定凸輪二維曲線的測量范圍；2)在每個測量范圍內(nèi)采集n個測量點(diǎn)。5如圖9所示，所述步驟采用等距測量法測量已拋物線化的凸輪二維曲線下述步驟3)在每個測量范圍內(nèi)設(shè)變量I從1至n,I初始為1，執(zhí)行下述操作4)判斷I是否等于N,若相等則結(jié)束；5)關(guān)閉測針半徑4M嘗，以第I測量點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，通過測量4幾測量第I測量點(diǎn)、第1+1測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值；6)才艮據(jù)第I測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值，計算第I測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的連線向量；7)計算出與所述連線向量垂直的法線矢量的單^f立向量；8)打開測針半徑^M嘗，以所述第1+1測量點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)并以所述法線矢量為補(bǔ)償矢量，所述測量機(jī)的測針沿所述法線矢量測量以獲得輪廓上第I測量點(diǎn)的精確坐標(biāo)值；9)將1+1的^U!^合I，執(zhí)行步驟3)。其中，步驟l)可進(jìn)一步包括步驟11)沿矢量V1(1,0,0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍；12)沿矢量V2(-1,0，0)為測量方向確定凸專侖二維曲線的測量范圍；13)沿矢量V3(0,1,0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍；14)沿矢量V4(0,-1,0)為測量方向確定凸輪、二維曲線的測量范圍。由上述可知，本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法所應(yīng)用的原理如下測量機(jī)測量原理由于在三坐標(biāo)測量技術(shù)中，精密測量〗^f可幾何元素，都必須作測針半徑4hf嘗，除非測量機(jī)制造商在測量軟件上已經(jīng)完成過，測針必須沿著所測量點(diǎn)的法線無障礙^M1近測量點(diǎn)測量，并在該法線矢量上做測針半徑4H嘗，否則，將產(chǎn)生"i吳差。如圖2所示，為測量曲線L上的點(diǎn)G示意圖，P為G點(diǎn)切線，Nl為G點(diǎn)法線，除沿N1的矢量PV1以外的任何矢量測量G點(diǎn)，如PV2、PV3,者M(jìn)夸產(chǎn)生測針半徑^M嘗誤差，該誤差是系統(tǒng)誤差。數(shù)學(xué)理論應(yīng)用用中值定理確定測量二維曲線切點(diǎn)。如果二維函數(shù)曲線y=/W滿^閉區(qū)間[fl，&]上連續(xù)，在開區(qū)間(fl》)內(nèi)可導(dǎo)，則在(fl》)內(nèi)至少有一點(diǎn)《，使得刑—/(fl)=/'(《)，這就是4嫌朗日中值定理。二維曲線的拋物線化i殳拋物線的通用方禾呈為y=戸2+gx+^，在拋物線上任意取兩點(diǎn)Al和Bl，其x坐標(biāo)分別為a和b,由拉格朗日中值定理得:其表明在拋物線上任意兩點(diǎn)中，有且只有一個取值《點(diǎn)，過該點(diǎn)的切線Pl平行于線段A1B1,并且，《點(diǎn)在x坐標(biāo)軸方向上點(diǎn)Al和Bl的正中間，且《點(diǎn)的取值與拋物線屬性無關(guān)，即與拋物線方程的系數(shù)無關(guān)，只與a和b的取值有關(guān)，該理論在三坐標(biāo)測量技術(shù)中能確定曲線的切點(diǎn)和法線，解決測針半徑的空間4hi嘗問題。如圖3所示，若拋物線上點(diǎn)Al"無限趨近于"點(diǎn)Bl,Al和Bl兩點(diǎn)之間的拋物線段可以看為^^可二維曲線，換句話說，就是二維曲線當(dāng)Al"無限趨近于"點(diǎn)Bl時，Al和Bl兩點(diǎn)之間的曲線段可以看為拋物線，這個^i牛;f議fo-a的大小取值如何，在等距測量法中，就是等距值d的大小如何，對4;i^成制造或?qū)y量才幾而言，一般l-2mm可以實(shí)現(xiàn)二維曲線拋物線化。用等距測量法實(shí)現(xiàn)二維曲線的測量在二維曲線上任意取兩點(diǎn)C1和D1，其在x軸上的坐標(biāo)差值長^s值,在s值范圍內(nèi)做K點(diǎn)測量,若CI和Dl點(diǎn)計算在內(nèi)，則其均分的距離為d=^，這樣，測針球中心產(chǎn)生的K點(diǎn)軌跡的曲線連線，也K一1是二維曲線，并且是所測量二維曲線的等距曲線。如圖4所示，XOY截面位置，在X軸上做等距測量，間隔距離i議為d值,關(guān)閉測針半徑4hf嘗,按方向余弦(0,-l,0)的矢量Vy測量二維曲線上各測量點(diǎn),計算第j+l和j+3點(diǎn)連線向量的垂直向量Vcl，啟動測針半徑4hf嘗，以第j+2點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，使用該矢量Vcl作為測量^i近矢量和補(bǔ)償方向，則可以4青確測量二維曲線上的坐標(biāo)點(diǎn)。下面為計算向量理論非4M嘗測量時，設(shè)第一點(diǎn)的坐標(biāo)為A(Xw,:^,^)，第二點(diǎn)為M2(x,+2,y第三點(diǎn)為M7由兩向量的數(shù)量積公式5—=|4>|cos0推導(dǎo)，向量與向量，&z)垂直的條件應(yīng)滿足由于在YOZ平面內(nèi)測量，=0，~=0，flA=0a力'，=0于是齊—、fl，即參見圖5,2間坐標(biāo)系中在YOZ平面內(nèi)，《("x，，"2)和R(^,&yA)相互垂直，按上公式，R(、，^,/0的向量公式可為,其單4立向量為(、1+/a.1+\"〃乂R的方向應(yīng)遵循"右手規(guī)則"。j吏用向量^為測量方向和補(bǔ)償方向，以M2(^2，^2，、2)為測量目標(biāo)點(diǎn)，啟動測針半徑^M嘗，則可測量該點(diǎn)的精確坐標(biāo)值。下面分析向量R情況，當(dāng)叱—0:即~=,+3-0，此時，求極限b、，=limf-1—0I,、2"、:limf—-1+51a，即當(dāng)"z—0，向量R=(0，0，-1)。這時，測針正以向量R測量拋物面頂點(diǎn)，A",+1，^+1，~+1)和似3(、+3，^+3，^.+3)點(diǎn)在理論上處在以坐標(biāo)z軸為對稱軸的兩邊。當(dāng)"2=0時，上述R公式中^r為0，用此公式將出現(xiàn)的致命4fi吳需要考慮。如圖6所示，是一個平面槽型凸輪曲線的示意圖，其二維曲線為N和M，現(xiàn)對二維曲線N進(jìn)行測量如下首先確定曲線N的測量范圍，獲得N曲線4個測量點(diǎn)三維坐標(biāo)，該坐標(biāo)在技術(shù)上不需斗青石角,分另ll為A(x=ax，y=ayjZ=az)、D(x=dx，y=dy，z=dz)、F(x-fx,y-fy，z二fz)及H(x=hx，y=hyjz=hz)，其表達(dá)的相應(yīng)尺寸范圍如圖6所示。如果用實(shí)際測量點(diǎn)表示，例如圖6中N曲線的實(shí)測坐標(biāo)點(diǎn)可為A(x=-55.16，y=-199.00，z=-3.2),D(x=-35.32，y=199.4，z=-3.25)，F(xiàn)(x-126.66，y:210.7，z:3.21)及H(x=122.32，y=-213.08，z=-3.15)。根據(jù)測量的x禾，坐標(biāo)值確定測量范圍如圖6中的尺寸表示，Z坐標(biāo)值為負(fù)表示在端面下的位置測量，測針處于如圖6截面位置開始測量曲線，其坐標(biāo)位置設(shè)定為z》3。jH^卜，測針是測量機(jī)的觸發(fā)測桿，其聯(lián)接TP200和測座，用于記錄所測量的三維坐標(biāo)位置。如果使測針沿矢量V1(1，0，0)及V2(-1，0，0)方向測量N曲線，那么，y坐標(biāo)值的變化量為等距離，例如等距離變化量為2mm，其y的變^il由采集的第一點(diǎn)坐標(biāo)位置和等距離變化量確定；同樣地，如果使測針沿矢量V3(0，1,0)及V4(0，-1，0)方向測量N曲線，x坐相f直的變^f匕量也為等3巨離。如圖6所示，例如使用矢量V2(-1，0，0)測量N曲線，由AA到D點(diǎn)，y坐標(biāo)測量范圍為始點(diǎn)yl二ay，終點(diǎn)y2二dy，才安上述實(shí)測坐才示點(diǎn)則為yl=-199.00,y2=199.4;佳月矢量V3(0,1,0)測量N曲線，由D點(diǎn)到F點(diǎn)，x坐標(biāo)測量范圍為xl=dx,x2=fe,按上述實(shí)測坐標(biāo)點(diǎn)則為xl=-35.32,x2=126.66;使用矢量V1(1，0，0)矢量測量N曲線，由F點(diǎn)到H點(diǎn)，y坐標(biāo)測量范圍為yl=fy,y2=hy，按上述實(shí)測坐標(biāo)點(diǎn)則為yl=210.7，y2=-213.08;使用矢量V4(0，-1，0)測量N曲線，由H點(diǎn)到A泉，x坐標(biāo)測量范圍為xl=hx，x2=ax,按上述實(shí)測坐標(biāo)點(diǎn)則為xl=122.32，x2=-55.16。對于矢量V2(-1，0,0)的測量方向上測量N曲線，首先確定第一測量點(diǎn)的坐標(biāo)位置為目標(biāo)點(diǎn)，即(x:ax，y-ay,z^-3)，按上述實(shí)測數(shù)據(jù)可設(shè)定為點(diǎn)(x:-55.16，y》199.00，z=-3)，關(guān)閉測針半徑才hf嘗命令，在DEAPPL語言中，命令為"tip—compensoff，，然后用測量機(jī)自動測量該點(diǎn)坐標(biāo)后，獲得該點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)，它是測針中心的坐標(biāo)值，例如為(x=-55.2126，y=-199.0067，z=-2.9995),由于采用了等距法，y坐標(biāo)值等距離變化，ViW巨離d二2mm，則第二測量點(diǎn)的y坐標(biāo)值為第一測量點(diǎn)的y坐標(biāo)值加d值，即，y=ay+2mm=-199.0067+2=-197.0067mm,同樣2=-3腿；對x坐標(biāo)值設(shè)定為x2=xl=-55.2126，xl為上一個實(shí)際測量點(diǎn)的x坐標(biāo)，這只是暫時i殳定的目標(biāo)點(diǎn)x坐標(biāo)，其精確值由測量機(jī)確定，實(shí)際上它的賦值誤差大小不影響測量精度，只要它的實(shí)際誤差不大于"測量趨形巨離"如6mm則可，這樣就不會出iJ^並針而中斷運(yùn)行，可以測量第二測量點(diǎn)，例如實(shí)測坐標(biāo)為:^=-57.4365，^-197.0088，2=-2.9998);用同樣的方法測得第三測量點(diǎn)為:(x=-59.5823，y=-195.0059,z=-2.9979)，這三個測量點(diǎn)的坐標(biāo)都是測針中心坐標(biāo)，未使用測針半徑4hf嘗。第三測量點(diǎn)測量完畢后，得到了這三個測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)，計算第一測量點(diǎn)(x=-55.2126，y=-199.0067，z二-2.9995)和第三測量點(diǎn)(x》59.5823,y=-195.0059，2=-2.9979)的連線向量，例^i十算為矢量(4.3697，4，0)，并計算出與該向量垂直的法線矢量的單位向量，例^i十算為矢量V(刁.6752，0.7376,0)，它正是測量^M嘗矢量，此時，應(yīng)用測針半徑4hj嘗，在DEAPPL語言中，命令為"tip—compenson"，才艮據(jù)4^各朗日中值定理研究拋物線的結(jié)論，確定測量二維曲線切點(diǎn)，則以第二測量點(diǎn)(x二-57.4365，y:-197.0088p-2.9998)為目板存、，以計算的該法線矢量V(-0.6752，0.7376，0:為泮H嘗矢量，測針沿該法線矢量V測量，則可以實(shí)施該N曲線的4青密測量，這樣fi得了該N曲線上的第一測量點(diǎn)的精確坐標(biāo)值，例如為(x=-58.1241，y=-197.733，z=-3.0022)。然后，重復(fù)執(zhí)行上述步驟計算出第四測量點(diǎn)實(shí)際坐標(biāo)，再計算出第二測量點(diǎn)和第四測量點(diǎn)的連線向量及其法線矢量，以第二測量點(diǎn)為目板^，就荻得了該N曲線上的第二測量點(diǎn)的精確坐標(biāo)值。然后，似匕類推，一直測量到y(tǒng)二dy時完畢，這樣就完成了N曲線中由A點(diǎn)到D點(diǎn)的曲線段測量。將矢量V3(0，1，0)作為測量方向測量N曲線，順時針方向，由D點(diǎn)到F點(diǎn)，x坐標(biāo)測量等距離變化范圍為xl=dx,x2=fx;將矢量V1(1，0，0;K乍為測量方向測量N曲線，順時針方向，由F點(diǎn)到H點(diǎn),y坐標(biāo)測量等距離變化范圍為yl=fy,y2=hy;將矢量V4(0,-1，0)作為測量方向測量N曲線，順時針方向，由H點(diǎn)到A^、，x坐標(biāo)等距離變化測量范圍為xl=hx，x2=ax。重復(fù)^/t測量由A^、到D點(diǎn)的過程，即可完成N曲線的全部測量。M曲線的測量與其類似。全部曲線測量完畢，用其數(shù)據(jù)文件可以在CAD/CAM中快速生成圖7，用該圖可以完mcad/cam的建模和制造。jH^卜，用^t據(jù)文件可以在AutoCAD中生成圖8，它采用極坐標(biāo)系，a^示極角，s表示極半徑，用該圖可以分析曲線M^聿等。測量的準(zhǔn)確;1^^斤10應(yīng)用中值定理確定拋物曲線上的測量點(diǎn)，應(yīng)用其法線矢量估文4卜償測量，在理論上沒有誤差，選擇較小的d值，能用于機(jī)械制造中精密的二維曲線掃描。不同的測量機(jī)有不同的測量精度和性能，但采用本發(fā)明"凸輪二維曲線測量方法"可以在測量機(jī)用標(biāo)準(zhǔn)球i(瞼出符合該方法的最佳d值。以下通過標(biāo)準(zhǔn)球?qū)嶒?yàn)^^i正。可按六個測量方向(矢量V1(1，0，0)、V2(-l，0,0)、V3(0，1，0,)、V4(0，-l，0)、V5(0,0,-1)和V6(0，0，1))設(shè)計6個程序，分別作標(biāo)準(zhǔn)球?qū)嶒?yàn)。該標(biāo)準(zhǔn)球#|1^直徑偏差約0.00015mm,直徑D=15.87515mm,半徑r-7.93758mm,如圖5為J求面4侖廓掃描示意圖。在球上建立測量坐標(biāo)系，掃描等距值d-lmm，測量范圍為14mm。測量矢量V的方向余弦分別使用在XOY截面內(nèi)Vl(l，O，O)、V2(-l,0，0)、V3(0,l,0，)及V4(0，-1，0)，在XOZ^YOZ內(nèi)V5(0，0，-1)。表1為5個測量方向的精度分析表l:輪廓截面標(biāo)準(zhǔn)球?qū)嶒?yàn)分析結(jié)果<table>tableseeoriginaldocumentpage11</column></row><table>由于測量機(jī)出廠精度為1.9+31/1000^(丄以Anm計)，已10年，因此，得到這樣的掃描精yl^很高的。實(shí)驗(yàn)表明由于"圓曲線段"不是"拋物曲線段"，因此，對二維曲線測量，可以將該曲線細(xì)分為"拋物曲線段"，即將所測曲線"拋物線"化，雖然在理論上產(chǎn)生誤差，但選擇"足夠小"的d值，該誤差能P射0'J忽略。應(yīng)用上述理i侖，其測量的精度取決于d值的選擇，d值較小，測量精度就高。以下通過標(biāo))1l5求實(shí)驗(yàn)分析d值變^^測量精度的影響。應(yīng)用V5(0,0，-l)在YOZ內(nèi)截面內(nèi)作實(shí)驗(yàn)，x=0，如圖5(b)。實(shí)馬^吉果如表2，表中除d^.02mm時，-7mm<y<-3mm外，其余-7mnKy〈-7mm。由于標(biāo)準(zhǔn)球直徑小，隨d逐步增大，評^介點(diǎn)^逐步減少。表2:不同等距值d的實(shí)驗(yàn)分析d值R平均偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差r平均偏差標(biāo)準(zhǔn)偏差實(shí)驗(yàn)點(diǎn)數(shù)0.020.00000.00060.00020.00061500.050細(xì)10.00110.00010.00112800.100細(xì)10雄4-O細(xì)l0細(xì)51400250.00090.00200.00070細(xì)056(K500.00040.00280細(xì)30.0027281.000.00040.00280細(xì)20.0026141500.00040.00170.00000.002192.00O.讓0.0016-0.00030雄962.500.00070雄70.00070.003153.000.00080.00280.00200.002843500細(xì)30雄70.00120.00293實(shí)驗(yàn)表明小的d值有高的測量精度，隨cH直的變大，測量的不確^1也變大，如d力mm,測量的"i吳差和標(biāo)準(zhǔn)偏差變大。實(shí)際上d的選擇根據(jù)J!r^MM確定，因?yàn)閐值小，雖測量精度高，測量點(diǎn)密集，但測量效率低。一般測量中，0.5mm<d<2mm時，能完成4艮多二維曲線的精密測量。不同的測量機(jī)有不同的精度和性能，對高精度和高性能的測量機(jī)，理論上能得到比表1和表2更好的精度指標(biāo)。綜上所述，本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法具有下列優(yōu)點(diǎn)12首先，由于是先將凸輪二維曲線拋物線化，即將凸輪二維曲線細(xì)分為拋物線段,錄理論上是沒有誤差的，測量精度取決于細(xì)分清況，例如，等距值為0.25mm時，在標(biāo)準(zhǔn)球上實(shí)驗(yàn)56個測量點(diǎn)，測量平均誤差為0.0007mm,標(biāo)準(zhǔn)偏差為0.0010mm，因此，本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法的測量精度高。其次，由于本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法將二維曲線"拋物線"化，用等距測量法完成測量，它啟動了測針半徑4M嘗，因jtb^取了輪廓的數(shù)據(jù)文件，省棄通過其它方法生成等距曲線，因此利于在CAD/CAM中快速完成逆向工程；由于是輪廓數(shù)據(jù)文件，也有利于研究該二維曲線的規(guī)律；由于測量機(jī)測量范圍大，空間測針位置多，因此，可以針對大型凸輪二維曲線的測量，能測量工件上很多特殊位置的二維曲線，所以，可以完成其它計JM義器難于完成的二維曲線測量。然后，由于測量精度高，因此，該方法可以用于二維曲線的計量4全定，由于采用了等距離測量法，因此，利于實(shí)施決速量^^r驗(yàn)或才/U^口工中的質(zhì)量控制。再者，本發(fā)明的技術(shù)方案還可用于機(jī)床、航空艇天^J氣車行業(yè)常使用的凸輪曲軸的測量等等。1權(quán)利要求1、一種凸輪二維曲線測量方法，其特征在于，包括下述步驟將凸輪二維曲線拋物線化；采用等距測量法測量拋物線化后的凸輪二維曲線。2、如權(quán)利要求l所述的凸輪二維曲線測量方法，其特征在于，所述步-驟將凸輪二維曲線拋物線化進(jìn)一步包括下述步驟1)在每個給定測量方向上設(shè)定凸輪二維曲線的測量范圍；2)在每個測量范圍內(nèi)采集n個測量點(diǎn)。3、如權(quán)利要求2所述的凸輪二維曲線測量方法，其特征在于，所述步驟采用等距測量法測量拋物線化后的凸輪二維曲線進(jìn)一步包括下述步驟3)在每個測量范圍內(nèi)設(shè)變量I從1至n,I初始為1，執(zhí)行下述操作4)判斷I是否等于N，若相等則結(jié)束；5)關(guān)閉測針半徑4M嘗，以第I測量點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)，通過測量機(jī)測量第I測量點(diǎn)、第1+1測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值；6)才艮據(jù)第I測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的實(shí)際坐標(biāo)值，計算第I測量點(diǎn)和第1+2測量點(diǎn)的連線向量；7)計算出與所述連線向量垂直的法線矢量的單位向量；8)打開測針半徑4hf嘗，以所述第1+1測量點(diǎn)為目標(biāo)點(diǎn)并以所述法線矢量為補(bǔ)償矢量，所述測量機(jī)的測針沿所述法線矢量測量以獲得輪廓上第I測量點(diǎn)的精確坐標(biāo)值；9)將1+1的<1^I，執(zhí)行步驟3)。4、如權(quán)利要求1至3所述的任一種凸輪二維曲線測量方法，其特征在于，所述步g每個給定測量方向上設(shè)定凸輪二維曲線的測量范圍進(jìn)一步包括步驟11)沿矢量V1(1,0,0)為測量方向確定凸輪二維曲線的測量范圍；12)沿矢量V2(-1，0,0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍；13)沿矢量V3(0，1,0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍；14)沿矢量V4(0,-1,0)為測量方向確定凸4侖二維曲線的測量范圍。全文摘要本發(fā)明公開一種能夠精確測量凸輪二維曲線的凸輪二維曲線測量方法，涉及測繪和檢驗(yàn)凸輪二維曲線
技術(shù)領(lǐng)域：
。該方法包括將凸輪二維曲線拋物線化；采用等距測量法測量拋物線化后的凸輪二維曲線。采用本發(fā)明凸輪二維曲線測量方法的技術(shù)方案測量精度高。文檔編號G01B5/20GK101498572SQ20081000710公開日2009年8月5日申請日期2008年1月31日優(yōu)先權(quán)日2008年1月31日發(fā)明者李存華申請人:紅塔煙草(集團(tuán))有限責(zé)任公司