CN104501727A - 一种短圆弧半径样板的测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种短圆弧半径样板的测量方法，包括确定合格值及其范围、建立直角坐标系、确定圆心、测量计算实际半径值及是否合格判定步骤。本发明是采用在圆弧面（1）上的各测量点与圆弧面（1）的圆心（O）之间的半径（R1）来判定短圆弧半径样板的圆弧面（1）的半径（R1）是否合格，即采用直线距离来判定短圆弧半径样板的圆弧面（1）的半径（R1）是否合格，从而判定短圆弧半径样板是否合格。因而，本发明相对于现有技术采用在圆弧面（1）上选择若干个微小段圆弧面进行测量并耦合计算判定短圆弧半径样板的圆弧面（1）的半径（R1）是否合格，就准确、可靠得多，且效率也较高。

Description

一种短圆弧半径样板的测量方法

技术领域

本发明涉及样板的测量方法，具体涉及一种短圆弧半径样板的测量方法。

背景技术

在一些机械设备中，具有凹圆弧的零件。为了确定该零件的凹圆弧是否合格，需要采用一种其圆弧面与该零件的凹圆弧半径相同、形状相反的短圆弧半径样板进行比较测量。参见图1，该图1显示了测量形状为凹圆弧的零件所采用的短圆弧半径样板。该短圆弧半径样板，包括外凸的圆弧面1，由该圆弧面1上、下端分别向右侧平行向外延伸的上平面2和下平面3，以及与该上平面2和下平面3垂直且上下端分别与该上平面2和下平面3外端相连的垂直平面4。该短圆弧半径样板的圆弧面的半径R1及其圆弧角A是否合格，直接影响被测量零件的凹圆弧半径的测量准确性。因此，必须保证该短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1及其圆弧角A的精度达到规定的要求。通常，采用校对样板通过比较测量，和采用万能光学显微镜或三坐标测量机，通过采点测量并计算若干圆弧面1上的每一微小段圆弧的坐标值，拟合成圆弧面来确定该短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1及其圆弧角A的精度是否达到规定的要求。当该短圆弧半径样板的圆弧面的半径R1所对应的圆弧角A大于180°或接近180°时，这种运用万能光学显微镜或三坐标测量机的测量方法比较可靠，也比较准确。而当该短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1所对应的圆弧角A小于60°时，由于圆弧面1的圆弧面较短，以及万能光学显微镜或者三坐标测量机的测量微小段圆弧的误差较大，将使采用每一微小段圆弧的坐标值拟合而成的圆弧面1的数值与圆弧面1的实际数值存在较大误差，因而难以判定该短圆弧半径样板的半径R1是否合格、是否达到规定的要求，使得测量不够准确、不够可靠且测量效率较低。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种测量准确度、效率较高的短圆弧半径样板的测量方法。

为解决上述技术问题，本发明采取如下技术方案；

一种短圆弧半径样板的测量方法，包括确定合格值及其范围、建立直角坐标系、确定圆心、测量计算实际半径值及是否合格判定步骤，其特征是：

第一步，确定合格值及其范围，确定所述短圆弧半径样板的圆弧面至其圆心的半径的合格值及其范围；

第二步，建立直角坐标系，将短圆弧半径样板放置于测量仪器上，以所述短圆弧半径样板的圆弧面的下平面的右端与垂直平面的下端的交点为坐标基准点，以短圆弧半径样板的下平面为X轴、垂直平面为Y轴；

第三步，确定圆心，首先，选择第一上测量点并测量该第一上测量点的第一上坐标值，该第一上测量点位于所述短圆弧半径样板的圆弧面上并在该圆弧面与上平面的交点的附近；

接着，选择第一下测量点并测量该第一下测量点的第一下坐标值，该第一下测量点位于所述短圆弧半径样板的圆弧面上并在该圆弧面与下平面的交点的附近；

之后，根据第一上测量点和第一下测量点的坐标值，并结合短圆弧半径样板的圆弧面的半径的合格值，计算并确定短圆弧半径样板的圆弧面在坐标系中的圆心的坐标值及具体位置；

第四步，测量计算实际半径值，以第一上测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面的圆弧上向下移动一个微小距离作为第二上测量点，测量该第二上测量点的第二上坐标值并根据该第二上坐标值计算出该第二上测量点从圆弧面至其圆心的半径值；再以第一下测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面的圆弧上向上移动一个微小距离，选择第二下测量点、测量该第二下测量点的第二下坐标值并根据该第二下坐标值计算出该第二下测量点从圆弧面至其圆心的半径值；

再接着，又以第二上测量点为起始点，向下再移动一个微小距离，选择第三上测量点、测量该第三上测量点的第三上坐标值并根据该第三上坐标值计算出该第三上测量点从圆弧面至其圆心的半径值；又再以第二下坐标点为起始点，向上再移动一个微小距离，选择第三下测量点、测量该第三下测量点的第三下坐标值并根据该第三下坐标值计算出该第三下测量点从圆弧面至其圆心的半径值；

然后，重复上述过程，选择第四上测量点、测量第四上测量点的第四上坐标值并根据该第四上坐标值计算出该第四上测量点从圆弧面至其圆心的半径值，以及选择第四下测量点、测量第四下测量点的坐标值并根据该第四下坐标值计算出该第四下测量点从圆弧面至其圆心的半径值，直至选择并测量出上测量点和下测量重合时的第m上测量点与第n下测量点的座标值并根据该座标值计算出第m上测量点与第n下测量点从圆弧面至其圆心的半径值；

第五步，是否合格判定；

将上述步骤中测量并计算出的第一上测量点、第二上测量点、第三上测量点、第四上测量点至第m上测量点，以及第一下测量点、第二下测量点，第三下测量点、第四下测量点至第n下测量点分别从圆弧面至其圆心的半径值，与所述短圆弧半径样板的圆弧面至其圆心的半径在合格范围内的合格值一一对比；

如果第一上测量点、第二上测量点、第三上测量点、第四上测量点至第m上测量点，以及第一下测量点、第二下测量点，第三下测量点、第四下测量点至第n下测量点分别从圆弧面至其圆心的半径值均在短圆弧半径样板的圆弧面至其圆心的半径的合格值范围之内，则判定该短圆弧半径样板的圆弧面的半径合格；

如果第一上测量点、第二上测量点、第三上测量点、第四上测量点至第m上测量点，以及第一下测量点、第二下测量点，第三下测量点、第四下测量点至第n下测量点分别从圆弧面至其圆心的半径值中有一个测量点的半径值不在短圆弧半径样板的圆弧面至其圆心的半径的合格值范围之内，或者有不连续的两个测量点的半径值不在短圆弧半径样板的圆弧面至其圆心的半径的合格值范围之内，也判定该短圆弧半径样板的圆弧面的半径合格；

如果第一上测量点、第二上测量点、第三上测量点、第四上测量点至第m上测量点，以及第一下测量点、第二下测量点，第三下测量点、第四下测量点至第n下测量点分别从圆弧面至其圆心的半径值中有连续的两个及两个以上测量点的半径值不在短圆弧半径样板的圆弧面至其圆心的半径的合格值范围之内，则判定该短圆弧半径样板的圆弧面的半径不合格。

优选地，所述第四步中，以每一个上测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面的圆弧上向下移动的微小距离不大于0.5mm，以每一个下测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面的圆弧上向上移动的微小距离不大于0.5mm。

优选地，所述测量仪器为万能光学显微镜或者三坐标测量机。

与现有技术相比，本发明包含如下有益效果：

本发明是在圆弧面上确定第一上、下测量点，根据第一上、下测量点与圆弧面的半径的合格值确定并计算出圆弧面的圆心坐标位置，然后再确定其它上、下测量点，并根据它们的坐标值分别计算出它们与圆弧面的圆心坐标之间的半径值，最后，将它们与圆弧面的圆心坐标之间的半径值与圆弧面的合格半径值逐一进行对比，并判定圆弧面的半径是否合格，从而判定短圆弧半径样板是否合格。由于本发明是采用在圆弧面上的各测量点与圆弧面的圆心之间的半径来判定短圆弧半径样板的圆弧面的半径是否合格，即采用直线距离来判定短圆弧半径样板的圆弧面的半径是否合格，从而判定短圆弧半径样板是否合格。因而，本发明相对于现有技术采用在圆弧面上选择若干个微小段圆弧面进行测量并耦合计算判定短圆弧半径样板的圆弧面的半径是否合格，就准确、可靠得多，且效率也较高。

附图说明

图1是本发明所测量的短圆弧半径样板的结构示意图；

图2是本发明测量过程的示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明。

参见图2，本发明的短圆弧半径样板的测量方法，包括确定合格值及其范围、建立直角坐标系、确定圆心、测量计算实际半径值及是否合格判定步骤：第一步，确定合格值及其范围，确定所述短圆弧半径样板的圆弧面1至其圆心O的半径R1的合格值及其范围；第二步，建立直角坐标系，将短圆弧半径样板放置于测量仪器上，以所述短圆弧半径样板的圆弧面1的下平面3的右端与垂直平面4的下端的交点为坐标基准点，以短圆弧半径样板的下平面3为X轴、垂直平面4为Y轴；第三步，确定圆心，首先，选择第一上测量点10并测量该第一上测量点10的第一上坐标值X1，Y1，该第一上测量点10位于所述短圆弧半径样板的圆弧面1上并在该圆弧面1与上平面2的交点的附近；接着，选择第一下测量点20并测量该第一下测量点20的第一下坐标值X2，Y2，该第一下测量点20位于所述短圆弧半径样板的圆弧面1上并在该圆弧面1与下平面3的交点的附近；之后，根据第一上测量点10和第一下测量点20的坐标值，并结合短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1的合格值，计算并确定短圆弧半径样板的圆弧面1在坐标系中的圆心O的坐标值及具体位置；第四步，测量计算实际半径值，即测量计算其它上、下测量点从短圆弧半径样板的圆弧面1至坐标系中的圆心O之间的半径R1值，以第一上测量点10为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面1的圆弧上向下移动一个微小距离作为第二上测量点30，测量该第二上测量点30的第二上坐标值X3，Y3并根据该第二上坐标值X3，Y3计算出该第二上测量点30从圆弧面1至其圆心O的半径R1值；再以第一下测量点20为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面1的圆弧上向上移动一个微小距离，选择第二下测量点40、测量该第二下测量点40第二下坐标值X4，Y4并根据该第二下坐标值X4，Y4计算出该第二下测量点40从圆弧面1至其圆心O的半径R1值；再接着，又以第二上测量点30为起始点，向下再移动一个微小距离，选择第三上测量点50、测量该第三上测量点50的第三上坐标值X5，Y5并根据该第三上坐标值X5，Y5计算出该第三上测量点50从圆弧面1至其圆心O的半径R1值；又再以第二下坐标点40为起始点，向上再移动一个微小距离，选择第三下测量点60、测量该第三下测量点60的第三下坐标值X6，Y6并根据该第三下坐标值X6，Y6计算出该第三下测量点60从圆弧面1至其圆心O的半径R1值；然后，重复上述过程，选择第四上测量点、测量第四上测量点的第四上坐标值并根据该第四上坐标值计算出该第四上测量点从圆弧面1至其圆心O的半径R1值，以及选择第四下测量点、测量第四下测量点的坐标值并根据该第四下坐标值计算出该第四下测量点从圆弧面1至其圆心O的半径R1值，直至选择并测量出上测量点和下测量重合时的第m上测量点M与第n下测量点N的座标值并根据该座标值计算出第m上测量点M与第n下测量点N从圆弧面1至其圆心O的半径R1值； 第五步，是否合格判定；将上述步骤中测量并计算出的第一上测量点10、第二上测量点30、第三上测量点50、第四上测量点至第m上测量点M，以及第一下测量点20、第二下测量点40，第三下测量点60、第四下测量点至第n下测量点N分别从圆弧面1至其圆心O的半径R1值，与所述短圆弧半径样板的圆弧面1至其圆心O的半径R1在合格范围内的合格值一一对比；如果第一上测量点10、第二上测量点30、第三上测量点50、第四上测量点至第m上测量点M，以及第一下测量点20、第二下测量点40，第三下测量点60、第四下测量点至第n下测量点N分别从圆弧面1至其圆心O的半径R1值均在短圆弧半径样板的圆弧面1至其圆心O的半径R1的合格值范围之内，则判定该短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1合格；如果第一上测量点10、第二上测量点30、第三上测量点50、第四上测量点至第m上测量点M，以及第一下测量点20、第二下测量点40，第三下测量点60、第四下测量点至第n下测量点N分别从圆弧面1至其圆心O的半径R1值中有一个测量点的半径R1值不在短圆弧半径样板的圆弧面1至其圆心O的半径R1的合格值范围之内，或者有不连续的两个测量点的半径R1值不在短圆弧半径样板的圆弧面1至其圆心O的半径R1的合格值范围之内，也判定该短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1合格；如果第一上测量点10、第二上测量点30、第三上测量点50、第四上测量点至第m上测量点M，以及第一下测量点20、第二下测量点40，第三下测量点60、第四下测量点至第n下测量点N分别从圆弧面1至其圆心O的半径R1值中有连续的两个及两个以上测量点的半径R1值不在短圆弧半径样板的圆弧面1至其圆心O的半径R1的合格值范围之内，则判定该短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1不合格。由此可知，本发明是在圆弧面1上确定第一上测量点10、第一下测量点20，根据第一上测量点10、第一下测量点20与圆弧面1的半径的合格值确定并计算出圆弧面1的圆心坐标位置，然后再确定其它上、下测量点，并根据其它们的坐标值分别计算出它们与圆弧面1的圆心坐标之间的半径值，最后，将它们与圆弧面1的圆心O坐标之间的半径值与圆弧面1的合格半径值逐一进行对比，并判定圆弧面1的半径R1是否合格，从而判定短圆弧半径样板是否合格。由于本发明是采用在圆弧面1上的各测量点与圆弧面1的圆心O之间的半径R1来判定短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1是否合格，即采用直线距离来判定短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1是否合格，从而判定短圆弧半径样板是否合格。因而，本发明相对于现有技术采用在圆弧面1上选择若干个微小段圆弧面进行测量并耦合计算判定短圆弧半径样板的圆弧面1的半径R1是否合格，就准确、可靠得多，且效率也较高。

优选地，所述第四步中，以每一个上测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面1的圆弧上向下移动的微小距离不大于0.5mm，以每一个下测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面1的圆弧上向上移动的微小距离不大于0.5mm。这使得各个上、下测量点之间的间隔距离比较合理，能够比较方便地测量并计算出各个上、下测量点与圆弧面1的圆心之间的实际半径值，为准确判定实际半径值是否在规定的合格范围值之间，从而判定其是否合格。

优选地，所述测量仪器为万能光学显微镜或者三坐标测量机。这使得本方法能够充分应用现有的测量仪器、不需要另外设计测量仪器，因而成本较低。同时，万能光学显微镜测量直线的精度比测量微小段圆弧面的精度高，因而能够提高本方法的测量精度和效率。

Claims (3)

1.一种短圆弧半径样板的测量方法，包括确定合格值及其范围、建立直角坐标系、确定圆心、测量计算实际半径值及是否合格判定步骤，其特征是：

第一步，确定合格值及其范围，确定所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）的合格值及其范围；

第二步，建立直角坐标系，将短圆弧半径样板放置于测量仪器上，以所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）的下平面（3）的右端与垂直平面（4）的下端的交点为坐标基准点，以短圆弧半径样板的下平面（3）为X轴、垂直平面（4）为Y轴；

第三步，确定圆心（O），首先，选择第一上测量点（10）并测量该第一上测量点（10）的第一上坐标值（X1，Y1），该第一上测量点（10）位于所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）上并在该圆弧面（1）与上平面（2）的交点的附近；

接着，选择第一下测量点（20）并测量该第一下测量点（20）的第一下坐标值（X2，Y2），该第一下测量点（20）位于所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）上并在该圆弧面（1）与下平面（3）的交点的附近；

之后，根据第一上测量点（10）和第一下测量点（20）的坐标值，并结合短圆弧半径样板的圆弧面（1）的半径（R1）的合格值，计算并确定短圆弧半径样板的圆弧面（1）在坐标系中的圆心（O）的坐标值及具体位置；

第四步，测量计算实际半径值，以第一上测量点（10）为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）的圆弧上向下移动一个微小距离作为第二上测量点（30），测量该第二上测量点（30）的第二上坐标值（X3，Y3）并根据该第二上坐标值（X3，Y3）计算出该第二上测量点（30）从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值；再以第一下测量点（20）为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面(1)的圆弧上向上移动一个微小距离，选择第二下测量点（40）、测量该第二下测量点（40）第二下坐标值（X4，Y4）并根据该第二下坐标值（X4，Y4）计算出该第二下测量点（40）从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值；

再接着，又以第二上测量点（30）为起始点，向下再移动一个微小距离，选择第三上测量点（50）、测量该第三上测量点（50）的第三上坐标值（X5，Y5）并根据该第三上坐标值（X5，Y5）计算出该第三上测量点（50）从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值；又再以第二下坐标点（40）为起始点，向上再移动一个微小距离，选择第三下测量点（60）、测量该第三下测量点（60）的第三下坐标值（X6，Y6）并根据该第三下坐标值（X6，Y6）计算出该第三下测量点（60）从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值；

然后，重复上述过程，选择第四上测量点、测量第四上测量点的第四上坐标值并根据该第四上坐标值计算出该第四上测量点从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值，以及选择第四下测量点、测量第四下测量点的坐标值并根据该第四下坐标值计算出该第四下测量点从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值，直至选择并测量出上测量点和下测量重合时的第m上测量点（M）与第n下测量点（N）的座标值并根据该座标值计算出第m上测量点（M）与第n下测量点（N）从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值；

第五步，是否合格判定；

将上述步骤中测量并计算出的第一上测量点（10）、第二上测量点（30）、第三上测量点（50）、第四上测量点至第m上测量点（M），以及第一下测量点（20）、第二下测量点（40），第三下测量点（60）、第四下测量点至第n下测量点（N）分别从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值，与所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）在合格范围内的合格值一一对比；

如果第一上测量点（10）、第二上测量点（30）、第三上测量点（50）、第四上测量点至第m上测量点（M），以及第一下测量点（20）、第二下测量点（40），第三下测量点（60）、第四下测量点至第n下测量点（N）分别从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值均在短圆弧半径样板的圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）的合格值范围之内，则判定该短圆弧半径样板的圆弧面（1）的半径（R1）合格；

如果第一上测量点（10）、第二上测量点（30）、第三上测量点（50）、第四上测量点至第m上测量点（M），以及第一下测量点（20）、第二下测量点（40），第三下测量点（60）、第四下测量点至第n下测量点（N）分别从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值中有一个测量点的半径（R1）值不在短圆弧半径样板的圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）的合格值范围之内，或者有不连续的两个测量点的半径（R1）值不在短圆弧半径样板的圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）的合格值范围之内，也判定该短圆弧半径样板的圆弧面（1）的半径（R1）合格；

如果第一上测量点（10）、第二上测量点（30）、第三上测量点（50）、第四上测量点至第m上测量点（M），以及第一下测量点（20）、第二下测量点（40），第三下测量点（60）、第四下测量点至第n下测量点（N）分别从圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）值中有连续的两个及两个以上测量点的半径（R1）值不在短圆弧半径样板的圆弧面（1）至其圆心（O）的半径（R1）的合格值范围之内，则判定该短圆弧半径样板的圆弧面（1）的半径（R1）不合格。

2.根据权利权利要求1所述的短圆弧半径样板的测量方法，其特征是：所述第四步中，以每一个上测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）的圆弧上向下移动的微小距离不大于0.5mm，以每一个下测量点为起始点，在所述短圆弧半径样板的圆弧面（1）的圆弧上向上移动的微小距离不大于0.5mm。

3.根据权利权利要求1或2所述的短圆弧半径样板的测量方法，其特征是：所述测量仪器为万能光学显微镜或者三坐标测量机。