烟机圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量方法技术

本发明专利技术是一种圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量方法，包括在圆柱凸轮面上建立测量坐标系；采用等分度测量法测量圆柱凸轮轮廓面的步骤。采用本发明专利技术测量圆柱凸轮轮廓曲线，有高的测量精度。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是关于测绘和检验圆柱凸轮轮廓曲线
，尤其是关于烟机圆柱凸轮轮廓曲线的精密测量及逆向工程，同时也适用于机械制造业如机床行业、轻工机械、航空航 天等领域中的圆柱凸轮面(包括叶片和叶轮)在测量机上的快速测绘、检验及逆向工程、计 量技术研究等。
技术介绍
设计出凸轮的轮廓曲线，可以得到各种预期的运动规律，且结构紧凑，正是凸轮机 构这一优点，在各种自动化机械、仪器仪表及自动控制装置中得到广泛应用，如在高速包装 机和巻烟机上，都应用各种不同类型的凸轮机构，其中最难测绘和制造的应算圆柱凸轮，如 GDX1包装机上的凸轮零件0X9674、0X9196、0X7400、0X7531及2XKDA4(GD公司件号)等， 都是巻包机上的核心零件，每个的测绘和制造工艺不尽相同。巻烟的高速包装功能主要通 过圆柱凸轮分度机构在高速运动中实现，因此，高速巻烟包装技术的发展与凸轮设计水平 和加工技术密切联系，圆柱凸轮作为关键零件在高速巻烟包装机分度机构中所起的重要作 用，用其它机械机构难于完成；在机械制造业，圆柱凸轮也用于数控机床加工中心刀库等。 圆柱凸轮曲线测绘中，由于曲线变化规律未知，或难有数学公式表达，各测量趋近点和趋近 法向矢量难精确计算，启动测针半径补偿时，将产生测量误差，该误差随曲线的属性和测量 方法不同而不同，使测得的轮廓曲线与客观实际不符，因此，作为高副机构零件的圆柱凸 轮，其复杂的曲线面测绘和制造是目前的技术难点。 目前，在测量逆向工程中，认为比较好的软件是美国的PC-DMIS系统，但要完成空 间曲线面测量，似乎也不容易，特别是对圆柱凸轮曲线测量也没有现成的功能和软件。此 外，PC-匿IS对曲线面测量要给出CAD模型，才能做部分曲线面特征点的检验，但对圆柱凸 轮的测量也比较困难，在烟机配件制造中，恰巧烟机配件制造中必须先有模型、后有产品， 这就决定了曲线的测量逆向工程中，必须首先完成测量工作，因此，PC-匿IS也难以使用。国 内研究中，也有采用万能分度头辅助测量机作圆柱凸轮轮廓面测量，等分度用万能分度头 完成，如文献《计量学报》2003，24(4) :267-270。因此，效率和准确度不高。 从上分析知，对曲线测量，一般触发式测量机不具备这样的测量功能，因此，需要 人工研究测量方法。在三坐标测量技术中，补偿测针半径是关键技术，精密测量任何几何 元素，都必须作测针半径补偿，因此，测针必须沿着所测量点的法线无障碍地趋近测量点测 量，并在该法线矢量上做测针半径补偿，其产生误差原理如图1述，测针以V方向测量曲线 M的目标点A，按V方向做测针半径补偿，将产生补偿误差t，其中，tl表示实际值，t2表示 做补偿的实测值，t3表示未补偿值，0表示原点。综上所述，在三坐标测量机上用触发式测 头完成圆柱凸轮曲线面轮廓的精密测量时，人工测量模式难完成，必须设计测量程序。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种能够精确测量圆柱凸轮轮廓曲线的方法。 为实现上述目的，本专利技术圆柱凸轮轮廓曲线的测量方法的技术方案包括 在圆柱凸轮面上建立测量坐标系； 采用等分度测量法测量圆柱凸轮轮廓面。 所述步骤在圆柱凸轮面上建立测量坐标系进一步包括如下步骤 1)柱凸轮面上建立测量坐标系，原点设在圆柱凸轮中心； 2)设定覆盖轮廓的测量范围，该范围为极角范围和极半径值； 所述步骤采用等分度测量法测量圆柱凸轮轮廓面进一步包括如下步骤 3)确定第一测量点Al的坐标位置，输入第一测量点的坐标位置的极半径Rl，初始极角为a，预测输入z坐标值z/，该值与实际点误差应小于测量趋近距离； 4)关闭测针半径补偿，利用测量机测量该第一测量点坐标，得到第一测量点Al的精确坐标位置； 5)确定第二测量点A2的坐标位置，极半径仍为R1，极角为cD2 = a+e， e是极 角等分度变化量，第二测量点的预测z坐标值z2' = Zl ;同理第j测量点Aj的坐标①= a+(j-l) 9 ，Z/ = Zj—> 2) 6)测量第二测量点的精确坐标； 7)重复步骤5)，利用计算第j测量点Aj的坐标的公式极半径为Rl，极角①= a+(j-l) 9 ，预测Z坐标值z/ = Zj—> 2)，测量A3， A4， A5……，直到整个轮廓面测量完 毕；8)重复3) 7)测量其他极半径为R2、R3 Rn的曲线，测量轮廓面A ; 9)改变测量的趋近矢量方向，重复3) 7)，测量B曲线面； 所述步骤中设定的测量方向包括 10)沿矢量(O，O， -1)为测量方向完成测量； 11)沿矢量(O，O，l)为测量方向完成测量; 12)测量过程中生成测量点的数据文件，并符合利于专业软件读取，或作其它数学 处理。 与现有的技术相比，本专利技术的圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量方法的优点为 由于在圆柱凸轮面上建立圆柱凸轮中心为圆点的测量坐标系，采用了关闭测针 半径补偿测量圆柱凸轮轮廓曲线的方法，可获取测量点产生的测针中心坐标，降低了测试 技术难度。测量产生的三维坐标值存储为数据文件，并能直接逆向到PR0F、 BLADE、 CAM、 SURFACER及CAD/CAM等专业软件，或利用其它数学模型理论，完成测针半径补偿，在CAD/ CAM系统完成建模和制造，通过测量机、CAD/CAM系统和NC机床之间，用ERP连网共享信息 完成其加工，因此，提高工效。 又，本专利技术可用于圆柱凸轮的测量逆向工程，随该测量参数的改变，测量范围也随 之改变，利于提高CAD/CAM建模技术。 再者，由于采用等分测量原理，等分度准确度高，因此，该方法能对该圆柱凸轮轮 廓曲线的逆向产品实施快速量化检验。 本专利技术还可应用于弧面分度凸轮，叶片，叶轮等高复杂性的空间曲面测试。附图说明 图1为测量A点产生的测针补偿误差分析示意图； 图2为本专利技术的测量方法流程图； 图3为以角速度在机械传动中的圆柱凸轮示意图； 图4为测量圆柱凸轮的测针位置运动轨迹示意图； 图5为等分度测量法对应圆柱凸轮轮廓的测点分布示意图； 图6为等分度测量法对应圆柱凸轮轮廓的测点分布坐标计算示意图； 图7为实施例展开的双联圆柱凸轮某一 R圆周截面上的测针位置示意图； 图8a为一个测量数据文件导入AUTOCAD在三维模式下生成的空间曲线示意图； 图8b为图8a在AUTOCAD中XOY平面内生成的曲线示意图。具体实施例方式下面结合附图详细说明本专利技术的烟机圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量法。 使用测量机为意大利SCIROCCORECORD，测量软件为PC-DMIS 3. 7禾P IUTOR，精度 为1. 9+3L/1000 ii m，两套测量系统均在WINDOWS XP下运行，使用TUTOR中的DEAPPL语言 编程实现测量自动化。 首先，在圆柱凸轮面上建立测量坐标系。 如图4和图5所示，测量坐标系建立在测量零件面内，原点建立在凸轮轴的中心， 坐标轴线的建立由特征元素如定位孔确定，在端面设置Z = 0。 其次，采用等分度测量法测量圆柱凸轮轮廓面。 图4为图3剖面图，图5所示等分度测量法对应圆柱凸轮轮廓的测点分布。 1)测量A曲线面时，确定扫描轨迹在XOY平面上的投影极半径Rl值，其为常数恒 定值，本实施例中取Rl = 65. OOmm，确定测量定位点Pl、起测点M^实测点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量方法，其特征在于，包括下述步骤：在圆柱凸轮面上建立测量坐标系；采用等分度测量法测量圆柱凸轮轮廓面。

【技术特征摘要】
一种圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量方法，其特征在于，包括下述步骤在圆柱凸轮面上建立测量坐标系；采用等分度测量法测量圆柱凸轮轮廓面。2. 根据权利要求1所述的圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量方法，其特征在于，所述步 骤在圆柱凸轮面上建立测量坐标系进一步包括如下步骤1) 在圆柱凸轮面上建立测量坐标系，原点设在圆柱凸轮中心；2) 设定覆盖轮廓的测量范围，该范围为极角范围和极半径值。3. 根据权利要求1所述的圆柱凸轮轮廓曲线的等分度测量方法，其特征在于，所述步 骤采用等分度测量法测量圆柱凸轮轮廓面进一步包括如下步骤3) 确定第一测量点A1的坐标位置，输入第一测量点的坐标位置的极半径R1，初始极角 为a，预测输入z坐标值z/，该值与实际点误差应小于测量趋近距离；4) 关闭测针半径补偿，利用测量机测量该第一测量点坐标，得到第一测量点A1的精确 坐标位置；5) 确定第二测量点A2的坐标位置，极半径仍为Rl，极角为①2二a+e， e是极角等分 度变化量，第二测量点的预测Z坐标值z2' = Zl ;同理第j测量点Aj的坐标①=a+(j-l)<formula>formula see original document page 2&l...

【专利技术属性】
技术研发人员：李存华，
申请(专利权)人：红塔烟草集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：53[中国|云南]