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技术讲座

关于汽车模具夹具中检测定位销的示例

在汽车夹具各定位元件的测量过程中,对定位销的检测一直是非常重要的。

针对定位销的测量,不论其是否与基准面垂直,其测量的基本特征都是二维元素——圆。这种检测过程在测量一个与基准面垂直的定位销时并不存在什么难点。但是,在测量一个与基准面不垂直的定位销时,一般的测量方法很明显存在不方便之处。尤其是存在对被测物体进行调整的诸多难点,而且还受到供被测量物体数模的制约,其测量的结果准确与否,很难得到验证。


例如下图所示的定位销,其余基准面并不垂直,测量起来存在诸多的不便之处。

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下面以PC-DMIS软件为基础,介绍针对该种类型的斜向定位销常用的四种检测方法:


一、截面圆法


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具体步骤:


1.如上边的右图所示,图中的点1,2,3 位置代表所需测量的三个点特质。该三点是对实物进行测量的,然后在PC-DMIS测量软件中利用所测的三个点构造出一个平面P,并作为测量圆的投影面。


2.在定位销上圆柱部分的最高点和接近销座的位置分别测量一个截面圆,如上边左图中的点4和点5位置所示。


3.在PC-DMIS测量软件中将两个截面圆分别投影到同一个平面P上,即图中点1、2、3构造的平面。


4.评价其投影后圆的空间位置,即可得出所测物体的偏差值。


综上所述,这种方法我们称之为截面圆法。


利弊:

截面圆法,在实际测量过程中操作简单方便,在现场容易实现,且能够在一定程度上解决该种类型定位销测量不便的问题。

不过,截面圆法同样存在随机性较大的特性,即每次的测量结果不是唯一的,测量结果的复现较为困难,即再次测量时结果的重复性较差,因此测量的结果存在较大的不确定性。



二、比较点法


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具体步骤:


1.首先,打开PC-DMIS测量软件中的“仅点模式”和“自动查找理论值”的功能。借助上述两个功能,也可以实现与基准面不垂直定位销的测量。

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2.在定位销的外表面,即定位销圆柱的外表面上测量一定数量的单点(例如图片所示的2、3、4、5点),在测量点的过程中实现实测点与理论点位置的实时比较。利用该方法也可以得到被测量物体的偏差值。


该方法也就是先采用关节臂测量机对被测对象进行实物测量获得其位置的实际数据,然后测量软件根据实际的测量点去查找该被测物体的理论值,实际上这两个过程是同时进行的,测量的数据出来了,其和理论值比较后的偏差也就出来了。



三、圆柱刺穿法(构造点法)


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具体步骤:


1.在利用方法进行测量时,首先用圆柱去刺穿一个平面,得到一个圆(或椭圆)。在PC-DMIS测量软件中。由于圆柱被视为线性元素,实际计算过程中,默认是将圆柱的中心轴线去刺穿平面。因此,不论实际得到的特征是一个圆还是一个椭圆,最终还是利用了圆或椭圆的中心坐标值进行计算。这个过程和直接得到点的坐标值是一致的。


在PC-DMIS测量软件中,将需要测量物体的产品数模或夹具的设计数模导入,之后将在测量软件内,用测量数据和理论数据(3D数模)进行实时比较,从而得到被测量物体的偏差值。


2.建立工件坐标系。指定工作平面或将当前的工作平面设置为默认的一个工作平面。在PC-DMIS测量软件中,创建测量特征为圆柱,然后用关节臂测量机测量实际的定位销,得到的就是定位销所对应的圆柱特征。

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3.在需要测量圆柱所在位置的数模附近任取三点构造一个平面,该平面在定位销的销座上创建或在定位销所定位的钣金件数模孔的附近创建。


4.在测量软件的数模中找出对应夹具上的定位销或钣金件上的被定位孔的理论坐标位置,将其作为所测量定位销的理论坐标位置。


5.将圆柱与构造的平面进行刺穿,构造出一个点,该刺穿的点是有矢量方向的,并评价该点的空间位置坐标值,该点就是定位销的实际工作位置。

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6.评价得到最终点的空间坐标位置。将构造的点与夹具上的定位销或钣金件上的被定位孔的理论坐标位置进行数据比较,就可以得出实际的偏差值。


7.然后评价该圆柱与平面的角度,看其角度是否满足设计的公差要求。


这种构造点法的测量方法具有简单实用、方便快捷的显著优点。这对实际使用的夹具实施测量再与自己的产品设计数模相比,操作起来十分便利。



四、理论CAD投影法


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具体步骤:


1.先将夹具的CAD数模导入PC-DMIS测量软件。


2.按照数模与实物的对应关系和测量所需建立好坐标系。


3.在如图所示的点4和点5的位置分别测量一个圆特征。注意:在创建自动特征时只需要在设置样例点时,将点数设置为0,这样我们测量出来的圆特征就会自动投影到里面的CAD模型的理论平面上。这样可以更加直观看出定位销与理论位置之间的3D偏差。

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