基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計量中的運用分析

王冠

中國航發(fā)長春控制科技有限公司 吉林長春 130102

1 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在工程測量中的應(yīng)用

在工程測量中進(jìn)行基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換，中間基準(zhǔn)的選擇至關(guān)重要。根據(jù)設(shè)計基準(zhǔn)選擇測量基準(zhǔn)，遵循設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)相統(tǒng)一的原則，力求三個基準(zhǔn)保持一致。當(dāng)需要轉(zhuǎn)換基準(zhǔn)進(jìn)行測量時，要考慮測量基準(zhǔn)的精度及方位要求，針對形狀公差，直線要素通常按其兩端等高要求來調(diào)整相對于測量基準(zhǔn)的位置，平面要素按被測要素上相距較遠(yuǎn)的三點，調(diào)整到相對于測量基準(zhǔn)等高的位置，回轉(zhuǎn)面常按相距較遠(yuǎn)的兩橫向截面輪廓，盡量調(diào)整至回轉(zhuǎn)面軸線與回轉(zhuǎn)系軸線重合；而對位置誤差，則需要進(jìn)行數(shù)據(jù)處理后獲得最終結(jié)論。定位基準(zhǔn)的選擇分為粗基準(zhǔn)和精基準(zhǔn)，粗基準(zhǔn)采用毛坯上沒有經(jīng)過機械加工的表面作為定位基準(zhǔn)，精基準(zhǔn)采用毛坯上經(jīng)過機械加工的表面作為定位基準(zhǔn)，選擇的時候應(yīng)該選擇不加工表面的作為粗基準(zhǔn)，如果有幾個不加工面，可以選擇其中與加工表面的位置精度要求較高的一個，從而保證二者之間的位置精度，為了保證重要表面的余量均勻，可以選擇該重要表面的本身作為粗基準(zhǔn)，在沒有要求保證重要表面加工余量均勻的時候，如果所有零件的表面都需要加工，這種情況下建議采用最小余量表面，并將其當(dāng)作粗基準(zhǔn)。測量的過程中一定要堅定基準(zhǔn)重合原則，從而有效避免因基準(zhǔn)的不重合引起誤差[1]。

2 基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換在幾何量計量中應(yīng)用

2.1 數(shù)顯測高儀示值的檢定

數(shù)顯測高儀是一種常見的測量儀器，在當(dāng)前相關(guān)行業(yè)生產(chǎn)過程中廣泛應(yīng)用，無論是產(chǎn)品生產(chǎn)驗收環(huán)節(jié)還是產(chǎn)品周期檢定環(huán)節(jié)都會用到數(shù)顯測高儀，實驗室溫度的高低、濕度的大小，實驗過程中用到的平板精準(zhǔn)度也會發(fā)生變化。在進(jìn)行檢測時，首先要排除環(huán)境因素，其次要考慮檢定方法是否存在不合理現(xiàn)象，如果選取大理石當(dāng)作基準(zhǔn)平面，用來測量標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)，這個時候就要保持儀器的溫度和量塊的溫度相互平衡，在等溫的狀態(tài)下開始檢定，首先儀器測頭打點清零，隨后測量標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)為100mm，測量后得到的數(shù)值為100.0054mm，經(jīng)過對比發(fā)現(xiàn)，測量的結(jié)果出現(xiàn)問題，有的工作人員會猜測也許是測量儀的精度不準(zhǔn)確，也有可能是選擇的基準(zhǔn)面不合適，對此不能輕易下定結(jié)論。經(jīng)過調(diào)整，最科學(xué)有效的檢定方法是使用儀器中擁有的預(yù)設(shè)功能，在該功能的作用下測量得出標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)，基準(zhǔn)面得到確定以后可以排除影響，最后對其他標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)進(jìn)行測量即可。如果選擇30mm塊規(guī)進(jìn)行實驗，先使用測高儀，將測高儀的零面設(shè)置為30mm，隨后開始測量30mm塊規(guī)，測量后得到了相關(guān)基準(zhǔn)面，測量工作不停止，從30mm變?yōu)?00mm繼續(xù)進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)的測量，結(jié)果為100.0010mm，根據(jù)判斷，結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)。對于平面度存在誤差的問題，哪怕是00級的平板，測頭采取單點進(jìn)行取點，就很容易采到凹點和凸點，在實際操作中采用標(biāo)準(zhǔn)塊規(guī)工作面當(dāng)作基準(zhǔn)面，以此可以排除平板產(chǎn)生的影響，使儀器可以得到測量的準(zhǔn)確度，經(jīng)過試驗得知，該方法還能用在測量工件，使測量的結(jié)果更加準(zhǔn)確。

2.2 激光干涉儀檢測機床定位精度

在三角架上安裝激光頭并將三角架放在地面，測量反射鏡固定在運動軸上，分光鏡固定在工作臺上。對某臺金剛石加工中心進(jìn)行定位精度工作，如果定位太小無法將測量的結(jié)果在反射鏡中顯示，可以在機床和激光頭之間放一個三角架，分光鏡被吸在三角架的臺面，將光路調(diào)好以后正式開始測量，但是這樣測量的結(jié)果存在一定誤差，數(shù)據(jù)收集的時候較困難，經(jīng)過分析這不是激光干涉儀的問題，而且分光鏡的放置存在問題，由于運動時機床重心被偏移，如果機床剛性一般還會引起機床的整體傾斜，導(dǎo)致系統(tǒng)存在誤差。而且分光鏡也會由于機床的振動而振動，干涉儀的穩(wěn)定性無法得到保障，數(shù)據(jù)在顯示的時候不停的跳動，穩(wěn)定不下來[2]。

2.3 指示表檢定儀示值誤差的檢定

在實際檢測中，將電感測微儀的測量部分安裝在檢測儀上，被檢測的檢定儀在檢定部分對準(zhǔn)位置，電感測微儀的探頭部分頂住測量面，隨后將測量儀器調(diào)為O，將檢定儀器的手輪和微分筒旋轉(zhuǎn)到被檢測的地方，電感測微儀能夠準(zhǔn)確的讀出存在的誤差值，正向誤差（μm）分別為0.2，3.0，3.2，3.5，4.0，4.2，反向誤差（μm）分別0.2，3.2，3.0，3.2，3.6，4.0。按照相關(guān)要求可知，儀器在5mm的范圍內(nèi)，存在的誤差不能大于2μm，所以由此可見，檢測的時候存在問題。檢定時，通常將被檢測的儀器測桿測量面當(dāng)作是基準(zhǔn)面，電感測微儀對0，但是很多時候儀器都被長時間使用，測桿的測量面無法保證精確的平面度，而且測量面的中心還會存在凹陷情況，所以出現(xiàn)了誤差現(xiàn)象。對此，正確的做法是，在測量的時候，將檢定測量桿的測量面與電感測微儀的測頭中間放置一個量塊，量塊的尺寸為lmm，且平面度必須保持完好，隨后將電感測微儀調(diào)整好，對準(zhǔn)零位，準(zhǔn)備好后重新檢定，檢定的數(shù)據(jù)為：正向誤差（μm）：O.0，0.3，0.5，0.5，1.0，1.5。反向誤差（μm）為：O.1，0.5，0.5，0.6，1.0，1.2，通過重新測量可以看出儀器的誤差是1.5μm，符合指標(biāo)，結(jié)果合格[3]。

3 結(jié)語

幾何量測量千變?nèi)f化，各種零件復(fù)雜多樣，通過對基準(zhǔn)轉(zhuǎn)換的分析，結(jié)合實際案例闡述計量時基準(zhǔn)面的重要作用，分析計量時存在的問題，找出相應(yīng)的解決辦法，選擇合理的計量基準(zhǔn)面，提高精準(zhǔn)度，減小檢計中的誤差。此外，在誤差檢測的時候，不能直接用測頭對準(zhǔn)就去清零，可以利用量塊確定零位，最終保證測量的結(jié)果真實可信，這樣在實際生產(chǎn)過程中不會由于失誤帶來不良影響。