連桿建模及三坐標(biāo)測量

1、常州劉國鈞高等職業(yè)技術(shù)學(xué)校機(jī) 電 工 程 系畢 業(yè) 設(shè) 計（論文） 說 明 書題 目： 連桿的建模與三坐標(biāo)測量 專 業(yè)： 機(jī)電設(shè)備與工藝 班 級： 2430 姓 名： 錢志娟 指導(dǎo)教師： 趙小飛 完成日期： 成 績： 目 錄1.1三坐標(biāo)的發(fā)展重要性： 1.2三坐標(biāo)測量機(jī)的工作原理： 1.2.1三坐標(biāo)測量范圍： 1.2.2影響三坐標(biāo)測量系統(tǒng)精度的主要因素： 1.3 三坐標(biāo)測量機(jī)的測量系統(tǒng)的組成 1. 3.1主機(jī)結(jié)構(gòu)的組成： 1.3.2電氣系統(tǒng)的組成1.3.3 CALYPSO 軟件的介紹1.3.4 三坐標(biāo)測量機(jī)測頭的分類 CONTURA G2 RDS 的空間位置及步距角

2、VAST XXT 被動式掃描探頭ViScan 光學(xué)測頭 三維測頭2.1連桿示意圖：2.2連桿3D模型的建立的過程3.1連桿綜合測量的項(xiàng)目：3.2.1連桿準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)測量的方法3.2.2.建立零件坐標(biāo)系3.3連桿測量程序的編制3.3.1 連桿新測量程序的建立3.3.2 連桿基準(zhǔn)的建立 3.3.3連桿的安全平面的建立：3.4連桿尺寸測量：3.4.1連桿的大頭孔徑的評價3.4.2評價連桿的垂直度的評價：3.4.3評價連桿的圓柱度的評價：3.4.4評價連桿的兩孔中心距的評價：3.5連桿評價結(jié)果：4.1結(jié)論連桿建模與三坐標(biāo)測量前言為了適應(yīng)已發(fā)生根本變化的市場，制造業(yè)正在大力開發(fā)具

3、有更高附加值的產(chǎn)品。在產(chǎn)品開發(fā)中，測量技術(shù)的作用顯得日益重要。目前在精密計量檢測領(lǐng)域，測量精度已從原來的微米量級發(fā)展到納米量級，對更微細(xì)加工形狀的檢測也受到更多關(guān)注。不但對產(chǎn)品的精度質(zhì)量如形狀尺寸、表面粗糙度、圓度等提出了更高的檢測要求，而且用于驗(yàn)證加工機(jī)床本身精度的各種檢測技術(shù)也在不斷進(jìn)步。質(zhì)量管理對測量技術(shù)的需求 實(shí)際上在生產(chǎn)現(xiàn)場搜企網(wǎng)，使用量規(guī)來檢測產(chǎn)品至今仍是主流檢測方式。量規(guī)是針對各種產(chǎn)品定制的專用量具，不具有兼用于其它零部件的通用性，如零部件的設(shè)計發(fā)生變更，就需要重新設(shè)計和制作量規(guī)。隨著市場對產(chǎn)品需求的多樣化搜企網(wǎng)，零部件的種類在不斷增加，使量規(guī)的數(shù)量也隨之增加。此外，高精度量規(guī)的

4、制作需要高超的技藝，隨著技術(shù)工人的更替換代造車網(wǎng)，現(xiàn)在已很難購買到高精度量規(guī)了。 隨著現(xiàn)場測量儀器測量精度的提高，對儀器的環(huán)境適應(yīng)性、可靠性和檢測效率也提出了更高要求。在精密測量領(lǐng)域，尺寸的管理可以說是制造的基本要素。在全球化的進(jìn)程中，不僅僅是大型企業(yè)SOOQ.cn版權(quán)所有，甚至包括中小型企業(yè)都將越來越重視基于國際通用測量方法的產(chǎn)品生產(chǎn)。對在線檢測的需求 為了滿足不斷追求高精度、低成本生產(chǎn)的用戶需求，要求測量儀器不僅能為檢查加工質(zhì)量而進(jìn)行尺寸測量（比較測量），還能實(shí)現(xiàn)在線檢測（或測量儀器安裝在生產(chǎn)線旁，便于被測工件的裝卸和搬運(yùn)）。在汽車零部件的形狀檢測方面，越來越多地采用實(shí)時檢測工件并將檢測結(jié)

5、果及時反饋回加工流程等方式，在線檢測呈現(xiàn)出強(qiáng)勁的發(fā)展趨勢。 在生產(chǎn)現(xiàn)場進(jìn)行檢測，需要滿足用戶的以下要求：提高生產(chǎn)效率；提高測量結(jié)果的可靠性；適應(yīng)生產(chǎn)現(xiàn)場的惡劣環(huán)境；滿足測量裝置的安裝空間等。這些要求主要基于自動化、無人化測量的需求。制定在線檢測解決方案的關(guān)鍵是用于監(jiān)控加工流程的測量技術(shù)是否能與加工設(shè)備適當(dāng)匹配。采用閉環(huán)（closed-loop）方式監(jiān)測刀具及換刀系統(tǒng)將提高機(jī)械加工的質(zhì)量和效率ZAOCHE版權(quán)所有，從而大幅度降低生產(chǎn)成本。在線檢測的目的是保持并提高加工、組裝的精度質(zhì)量和生產(chǎn)效率。目前企業(yè)十分重視將原有的生產(chǎn)線轉(zhuǎn)換為能夠提高加工、組裝系統(tǒng)的性能及可靠性、穩(wěn)定地生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品的高效生產(chǎn)

6、線，因此非常需要在線檢測技術(shù)和測量裝備的支持。對高精度、高分辨率測量的需求 作為位置精度測量器件鬼知道版權(quán)所有，就長度計量而言，PTB以具有可追溯性的激光、基準(zhǔn)尺、線型編碼器為基礎(chǔ)，用合計10個以上的長度標(biāo)準(zhǔn)分階段地保證測量精度。 對于除了長度以外的溫度、氣壓、角度等測量要素，也確立了分別以半年至數(shù)年為周期實(shí)施精度檢定的可追溯性體系。近年來，與分度標(biāo)尺編碼器一起www.MMS，絕對（Absolute）編碼器已逐漸成為主流。用于測量尺寸精度的數(shù)字測量規(guī)（Digital Gauges）要求具有高精度、高分辨率和對各種工作環(huán)境的適應(yīng)能力。致力于提供測量整體解決方案用三坐標(biāo)測量機(jī)進(jìn)行測量。1.1三坐標(biāo)

7、的發(fā)展重要性 三坐標(biāo)測量機(jī)是近30年發(fā)展起來的一種高效率的新型精密測量儀器。三坐標(biāo)測量機(jī)作為精密測量儀器的基本型主導(dǎo)產(chǎn)品，將在機(jī)械制造業(yè)中得到重視和發(fā)展。它廣泛地用于機(jī)械制造、電子、汽車和航空航天等工業(yè)中。它可以進(jìn)行零件和部件的尺寸、形狀及相互位置的檢測，例如箱體、導(dǎo)軌、渦輪和葉片、缸體、凸輪、齒輪、形體等空間型面的測量。此外，還可用于劃線、定中心孔、光刻集成線路等，并可對連續(xù)曲面進(jìn)行掃描及制備數(shù)控機(jī)床的加工程序等。由于它的通用性強(qiáng)、測量范圍大、精度高、效率高、性能好、能與柔性制造系統(tǒng)相連接，已成為一類大型精密儀器，以三坐標(biāo)測量機(jī)為代表的精密測量儀器進(jìn)入車間、服務(wù)于生產(chǎn)現(xiàn)場是發(fā)展的一個重要趨勢

8、，故有“測量中心”之稱。1.2三坐標(biāo)測量機(jī)的工作原理三坐標(biāo)測量機(jī)的工作原理簡單地說,三坐標(biāo)測量機(jī)就是在三個相互垂直的方向上有導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、測長元件、數(shù)顯裝置，有一個能夠放置工件的工作臺(大型和巨型不一定有)，測頭可以以手動或機(jī)動方式輕快地移動到被測點(diǎn)上，由讀數(shù)設(shè)備和數(shù)顯裝置把被測點(diǎn)的坐標(biāo)值顯示出來的一種測量設(shè)備。顯然這是最簡單、最原始的測量機(jī)。有了這種測量機(jī)后，在測量容積里任意一點(diǎn)的坐標(biāo)值都可通過讀數(shù)裝置和數(shù)顯裝置顯示出來。測量機(jī)的采點(diǎn)發(fā)訊裝置是測頭，在沿X，Y，Z三個軸的方向裝有光柵尺和讀數(shù)頭。其測量過程就是當(dāng)測頭接觸工件并發(fā)出采點(diǎn)信號時，由控制系統(tǒng)去采集當(dāng)前機(jī)床三軸坐標(biāo)相對于機(jī)床原點(diǎn)的坐標(biāo)值，

9、再由計算機(jī)系統(tǒng)對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理和輸出。因此測量機(jī)可以用來測量直接尺寸，也可以獲得間接尺寸和形位公差及各種相關(guān)關(guān)系，也可以實(shí)現(xiàn)全面掃描和一定的數(shù)據(jù)處理功能，為加工提供數(shù)據(jù)和測量結(jié)果。自動型還可以進(jìn)行自動測量，實(shí)現(xiàn)批量零件的自動檢測。三坐標(biāo)測量機(jī)的控制和數(shù)據(jù)采集如圖所示。1.2.1三坐標(biāo)測量范圍：CONTURA G2 這種型號具備多種測量范圍，范圍從 700/700/600mm 到1000/2100/600mm。對于一些較大的測量工件，可采用U-STONE技術(shù)，將測量有效高度提升 200mm，使 Z 軸高度達(dá)到 800mm。1.2.2影響三坐標(biāo)測量系統(tǒng)精度的主要因素由于坐標(biāo)測量機(jī)是一種高精度的檢測設(shè)

10、備，其機(jī)房環(huán)境條件的好壞ARCHEAN.net版權(quán)所有，對于測量機(jī)的影響至關(guān)重要。這其中包括檢測工件狀態(tài)及環(huán)境、溫度條件、振動、濕度、供電電源、壓縮空氣等因素。 檢測工件的狀態(tài)及環(huán)境：檢測工件的物理形態(tài)對測量結(jié)果有一定的影響。最普遍的是工件表面粗糙度和加工留下的切屑。冷卻液和機(jī)油對測量誤差也有影響。通常，灰塵和臟東西可集中在測球上影響測量機(jī)的性能和精度。類似的影響測量精度的情況還很多，大多數(shù)可以避免，建議在測量機(jī)開始工作之前和完成工作之后進(jìn)行必要的清潔工作。 溫度條件：影響測量的主要環(huán)境因素是溫度。由于所有的幾何量和誤差的環(huán)境溫度定義是20?C，在進(jìn)行測量機(jī)操作時也必須按照這個溫度，但實(shí)際狀況

11、并不是如此。測量機(jī)環(huán)境溫度的變化主要包括：環(huán)境溫度的變化、短時間溫度變化、長時間溫度的變化、溫度梯度的變化。為保證測量精度ZAOCHE版權(quán)所有，各測量機(jī)制造廠商對此都有嚴(yán)格的限定。 現(xiàn)代化大生產(chǎn)，測量機(jī)有許多直接在生產(chǎn)車間現(xiàn)場使用，鑒于生產(chǎn)現(xiàn)場的條件往往不能滿足對溫度的要求nc.qoos.www，大多數(shù)測量機(jī)制造商開發(fā)了溫度自動修正系統(tǒng)。溫度自動修正補(bǔ)償系統(tǒng)是通過對測量機(jī)光柵和檢測工件零件溫度的監(jiān)控，根據(jù)不同金屬的溫度膨脹系數(shù)，對測量結(jié)果基于標(biāo)準(zhǔn)溫度20?C進(jìn)行修正。對于快速溫度或溫度梯度的變化，無法進(jìn)行補(bǔ)償修正。 振動：由于較多的測量機(jī)轉(zhuǎn)而應(yīng)用在生產(chǎn)現(xiàn)場，振動成為一個經(jīng)常性的問題。比如沖壓機(jī)

12、、空壓機(jī)、或其他重型設(shè)備在測量機(jī)的周圍將會對測量機(jī)產(chǎn)生嚴(yán)重影響。較難察覺的是小幅振動，如果同測量機(jī)自身的振動頻率相混淆造車網(wǎng)，對于測量精度也會產(chǎn)生較大影響。因此，測量機(jī)的制造商對于測量環(huán)境的振動頻率與振幅均有一定的要求。 濕度: 相對其他環(huán)境因素，濕度并不是個大問題。為防止塊規(guī)或其他計量設(shè)備的氧化和生銹moc.swenaii.www，要求保持環(huán)境濕度在40%以下。 供電電源： 為保證控制系統(tǒng)和計算機(jī)系統(tǒng)以及同外部聯(lián)網(wǎng)的良好運(yùn)作，對于供電電源有一定的要求，這包括：電源電壓變化、頻率要求以及接地裝置、屏蔽裝置的要求等 壓縮空氣： 許多坐標(biāo)測量機(jī)由于使用了精密的空氣軸承而需要壓縮空氣。對于坐標(biāo)測量機(jī)

13、的采購者nc.moc.enilnosmm.www，應(yīng)當(dāng)滿足測量機(jī)對壓縮空氣的要求，防止由于水和油侵入壓縮空氣對測量機(jī)產(chǎn)生影響，同時應(yīng)防止突然的斷氣，以免對測量機(jī)空氣軸承和導(dǎo)軌產(chǎn)生損害。 1.3 三坐標(biāo)測量機(jī)的測量系統(tǒng)的組成三坐標(biāo)測量機(jī)可分為主機(jī)、測頭、電氣系統(tǒng)和系統(tǒng)軟件四大部分。1. 3.1主機(jī)結(jié)構(gòu)分為：1、框架，是指測量機(jī)的主體機(jī)械結(jié)構(gòu)架子。它是工作臺、立柱、橋框、殼體等機(jī)械結(jié)構(gòu)的集合體；2、標(biāo)尺系統(tǒng)，是測量機(jī)的重要組成部分，是決定儀器精度的一個重要環(huán)節(jié)。三坐標(biāo)測量機(jī)所用的標(biāo)尺有線紋尺、精密絲桿、感應(yīng)同步器、光柵尺、磁尺及光波波長等。該系統(tǒng)還應(yīng)包括數(shù)顯電氣裝置。3、導(dǎo)軌，是測量機(jī)實(shí)現(xiàn)三維運(yùn)動

14、的重要部件。測量機(jī)多采用滑動導(dǎo)軌、滾動軸承導(dǎo)軌和氣浮導(dǎo)軌，而以氣浮靜壓導(dǎo)軌為主要形式。氣浮導(dǎo)軌由導(dǎo)軌體和氣墊組成，有的導(dǎo)軌體和工作臺合二為一。氣浮導(dǎo)軌還應(yīng)包括氣源、穩(wěn)壓器、過濾器、氣管、分流器等一套氣體裝置。4、驅(qū)動裝置，是測量機(jī)的重要運(yùn)動機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)機(jī)動和程序控制伺服運(yùn)動的功能。在測量機(jī)上一般采用的驅(qū)動裝置有絲桿絲母、滾動輪、鋼絲、齒形帶、齒輪齒條、光軸滾動輪等傳動，并配以伺服馬達(dá)驅(qū)動。直線馬達(dá)驅(qū)動正在增多。5、平衡部件，主要用于Z軸框架結(jié)構(gòu)中。它的功能是平衡Z軸的重量，以使Z軸上下運(yùn)動時無偏得干擾，使檢測時Z向測力穩(wěn)定。如更換Z軸上所裝的測頭時，應(yīng)重新調(diào)節(jié)平衡力的大小，以達(dá)到新的平衡。Z軸

15、平衡裝置有重錘、發(fā)條或彈簧、氣缸活塞桿等類型。6、轉(zhuǎn)臺與附件，轉(zhuǎn)臺是測量機(jī)的重要元件，它使測量機(jī)增加一個轉(zhuǎn)動運(yùn)動的自由度，便于某些種類零件的測量。轉(zhuǎn)臺包括分度臺、單軸回轉(zhuǎn)臺、萬能轉(zhuǎn)臺（二軸或三軸）和數(shù)控轉(zhuǎn)臺等。用于坐標(biāo)測量機(jī)的附件很多，視需要而定。一般指基準(zhǔn)平尺、角尺、步距規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)球體（或立方體）、測微儀及用于自檢的精度檢測樣板等。1.3.2電氣系統(tǒng)分為：1、電氣控制系統(tǒng)是測量機(jī)的電氣控制部分。它具有單軸與多軸聯(lián)動控制、外圍設(shè)備控制、通信控制和保護(hù)與邏輯控制等。2、計算機(jī)硬件部分，三坐標(biāo)測量機(jī)可以采用各種計算機(jī)，一般有PC機(jī)和工作站等。3、測量機(jī)軟件，包括控制軟件與數(shù)據(jù)處理軟件。這些軟件可進(jìn)行

16、坐標(biāo)交換與測頭校正，生成探測模式與測量路徑，可用于基本幾何元素及其相互關(guān)系的測量，形狀與位置誤差測量，齒輪，螺紋與凸輪的測量，曲線與曲面的測量等。具有統(tǒng)計分析、誤差補(bǔ)償和網(wǎng)絡(luò)通信等功能。4、打印與繪圖裝置，此裝置可根據(jù)測量要求，打印出數(shù)據(jù)、表格，亦可繪制圖形，為測量結(jié)果的輸出設(shè)備。1.3.3 CALYPSO 軟件采用可視化界面，CALYPSO 使得測量軟件的編制和維護(hù)非常簡單方便。它的優(yōu)點(diǎn)體現(xiàn)在哪幾個方面呢？ 1. 無論是單點(diǎn)觸發(fā)測量、掃描測量還是采用光學(xué)測量，軟件和傳感器都非常靈活方便。 2. 測量結(jié)果的輸出靈活多樣，可按客戶的要求輸出，是用戶化的測量報告。3. 無論是單點(diǎn)測量或掃描測量，手

17、動測量或自動測量，處于聯(lián)機(jī)狀態(tài)或脫機(jī)狀態(tài)，接觸測量或光學(xué)測量，還是測量標(biāo)準(zhǔn)的幾何形體或自由曲面面向?qū)ο蟮木幊淌沟贸绦虻木幹萍熬S護(hù)非常容易。在設(shè)計圖上選擇相應(yīng)的元素，可以非常方便的維護(hù)、修改、擴(kuò)展程序。1.3.4 三坐標(biāo)測量機(jī)測頭 CONTURA G2 RDS 的空間位置及步距角 RDS能達(dá)到 20736 空間位置，步距角2.5，幾乎可以達(dá)到任何特殊的角度，如30。普通的旋轉(zhuǎn)探頭僅有 720 空間位置，步距角僅7.5，當(dāng)測量一些特殊角度位置時，會因?yàn)闊o法到達(dá)而產(chǎn)生碰撞。 RDS在 A、B 方向均可實(shí)現(xiàn) 180旋轉(zhuǎn)，步距角2.5。而圓錐空間無法到達(dá)。普通的旋轉(zhuǎn)探頭頂部有 150圓錐空

18、間無法到達(dá)。 VAST XXT 被動式掃描探頭作為觸發(fā)式探頭的替代品，VAST XXT 具有觸發(fā)式探頭所不可比擬的測量性能、重復(fù)性和測量精度。擁有大的偏轉(zhuǎn)空間和低的測力，VAST XXT 是一個非常實(shí)用的探頭系統(tǒng)。 探針最大可延長至 250mm，可側(cè)邊連接或星形連接（側(cè)邊探針最長40mm），最小探針直徑可達(dá)到 0.3mm。VAST XXT具有很低的測力并且受旋轉(zhuǎn)的影響很小。 傳感器有兩種可以選擇（30-125mm 和 125-250mm）。通過高效的 CNC 模式，探針校準(zhǔn)將大大減少。 數(shù)字信號的傳輸可靠而準(zhǔn)確。 直徑達(dá) 25mm 的探針吸盤保證了高的重復(fù)性。 擁有3mm 的偏移

19、空間，為探針在意外碰撞時提供更有效的保護(hù)。 部分自動配件，比如探針自動更換架。ViScan 光學(xué)測頭CONTURA G2 RDS 配 ViScan 光學(xué)測頭，可實(shí)現(xiàn)光學(xué)影像測量分析?？赏ㄟ^單點(diǎn)、掃描或 cross-hair 測量位于不同高度的幾何元素。 三維測頭三維測頭即是三維測量的傳感器，它可在三個方向上感受瞄準(zhǔn)信號和微小位移，以實(shí)現(xiàn)瞄準(zhǔn)與測微兩種功能。測量的測頭主要有硬測頭、電氣測頭、光學(xué)測頭等，此外還有測頭回轉(zhuǎn)體等附件。測頭有接觸式和非接觸式之分。按輸出的信號分，有用于發(fā)信號的觸發(fā)式測頭和用于掃描的瞄準(zhǔn)式測頭、測微式測頭。我公司生產(chǎn)的連桿有 G 型、280 型

20、和 B 型等型連桿。G 型連桿是工廠目前生產(chǎn)最多的一，近年來，我們多次對導(dǎo)風(fēng)輪、箱體、齒輪芯、氣缸蓋、連桿等產(chǎn)品進(jìn)行了檢測，并根據(jù)檢測數(shù)據(jù)對產(chǎn)品進(jìn)行分析，利用分析結(jié)果指導(dǎo)生產(chǎn)部門對產(chǎn)品的加工進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)試。下面以檢測我廠生產(chǎn)的拳頭產(chǎn)品連桿為例，對如何利用三坐標(biāo)對工廠產(chǎn)品進(jìn)行檢測、指導(dǎo)車間生產(chǎn)出合格產(chǎn)品。2.1連桿示意圖：2.2連桿3D模型建立的過程1.指定的工作目錄，用“c-rod” 作為作業(yè)名，進(jìn)入ANSYS. 2.創(chuàng)建兩個圓形面:如圖1Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Circle By Dimensions .輸入RAD1

21、= 1.4輸入RAD2 = 1輸入THETA1 = 0輸入THETA2 = 180, 然后選擇Apply輸入THETA1 = 45, 然后選擇OK3.打開 面號:Utility Menu PlotCtrls Numbering .設(shè)置面號areas為 “on”, 然后選擇OK圖1所示4.創(chuàng)建兩個矩形面:如圖2Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Rectangle By Dimensions .輸入X1 = -0.3, X2 = 0.3, Y1 = 1.2, Y2 = 1.8, 然后選擇Apply輸入X1 = -1.8, X2 = -

22、1.2, Y1 = 0, Y2 = 0.3, 然后選擇OK圖2所示5.平移工作面位置(X=6.5):Utility Menu WorkPlane Offset WP to XYZ Locations +回車后在輸入窗口輸入 6.5 ， OK6.設(shè)置工作平面所在的坐標(biāo)系為激活坐標(biāo)系:Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Working Plane7.再創(chuàng)建兩個圓形面:如圖3Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Circle By Dimensions .輸入RAD1 = 0.7輸入RAD2

23、 = 0.4輸入THETA1 = 0輸入THETA2 = 180, 然后選擇Apply輸入THETA2 = 135, 然后選擇OK圖3所示8.在每一組面上分別進(jìn)行布爾操作:Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate -Booleans- Overlap Areas +先選擇左邊的一組面, 然后選擇Apply再選擇右邊的一組面, 然后選擇OK9.激活總體笛卡爾坐標(biāo)系:Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cartesian10.定義四個新的關(guān)鍵點(diǎn): 如圖4Main Menu Preprocess

24、or -Modeling- Create Keypoints In Active CS 第一關(guān)鍵點(diǎn), X=2.5, Y=0.5, 然后選擇Apply第二關(guān)鍵點(diǎn), X=3.25, Y=0.4, 然后選擇Apply第三關(guān)鍵點(diǎn), X=4, Y=0.33, 然后選擇Apply第四關(guān)鍵點(diǎn), X=4.75, Y=0.28, 然后選擇OK 圖4所示11.激活總體柱坐標(biāo)系:Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cylindrical12.創(chuàng)建一條線（由一系列關(guān)鍵點(diǎn)擬合一條樣條曲線）:如圖5Main Menu Preprocessor -Modeli

25、ng- Create -Lines- Splines With Options Spline thru KPs + 順序拾取如圖形窗口所示的六個關(guān)鍵點(diǎn), 然后選擇OK輸入XV1 = 1 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵點(diǎn)1處的半徑)YV1 = 135 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵點(diǎn)1處的角度)XV6 = 1 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵點(diǎn)6處的半徑)YV6 = 45 (總體柱坐標(biāo)系，關(guān)鍵點(diǎn)6處的角度)按OK圖5所示13.通過關(guān)鍵點(diǎn)1和18創(chuàng)建一條直線 :如圖6Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Lines- Lines Straight Line +拾取圖形窗口所示的兩個關(guān)

26、鍵點(diǎn), 然后選擇OK圖6所示14.打開線號，顯示線:如圖7Utility Menu PlotCtrls Numbering .設(shè)置 Line numbers為 “on”, 然后選擇OKUtility Menu Plot Lines圖7所示15.以預(yù)先定義的線6, 1, 7, 25 為邊界創(chuàng)建一個新面:如圖8Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Arbitrary By Lines +圖8所示16.放大連桿左邊部分:Utility Menu PlotCtrls Pan, Zoom, Rotate 拾取Box Zoom圖9所示17.創(chuàng)建三

27、個線與線的倒角:如圖10Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Lines- Line Fillet +拾取線 36 和 40, 然后選擇Apply輸入RAD = .25, 然后選擇Apply拾取線 40和 31, 然后選擇Apply按Apply拾取線 30和 39, 然后選擇OK按OKUtility Menu Plot Lines圖10所示18.以預(yù)先定義的圓角為邊界，創(chuàng)建一新的面:如圖11Main Menu Preprocessor -Modeling- Create -Areas- Arbitrary By Lines +拾取線 12, 10,

28、 和 13, 然后選擇Apply拾取線 17, 15, 和19, 然后選擇Apply拾取線 23, 21, 和24, 然后選擇OKUtility Menu Plot Areas圖11所示19.把所有的面加起來:如圖12Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate Add Areas +拾取Pick All20.選擇Fit 使整個模型充滿圖形窗口:Utility Menu PlotCtrls Pan, Zoom, Rotate 按Fit圖12所示21.關(guān)閉線號和面號:Utility Menu PlotCtrls Numbering .設(shè)置線號和面號為“ of

29、f ”, 然后選擇OKUtility Menu Plot Areas22.激活總體笛卡爾坐標(biāo)系:Utility Menu WorkPlane Change Active CS to Global Cartesian23.以X-Z 平面 (在 Y 方向) 為對稱面，對面進(jìn)行鏡面反射:如圖13Main Menu Preprocessor -Modeling- Reflect Areas +拾取Pick All選擇 X-Z平面, 然后選擇OK圖13所示24.把所有的面加起來:如圖14Main Menu Preprocessor -Modeling- Operate Add Areas +25.關(guān)閉工

30、作平面:Utility Menu WorkPlane Display Working Plane26.存儲并退出 ANSYS:在工具條中拾取 “SAVE_DB”在工具條中拾取 “QUIT”選擇 “Quit - No Save!”按OK拾取Pick All連桿成型圖（圖14所示）連桿是汽車發(fā)動機(jī)的主要傳力構(gòu)件之一，常處于高速運(yùn)動狀態(tài)，因此要求與其它零件間具有較高的配合精度。其兩孔的孔徑誤差、形狀誤差、圓柱度誤差和兩孔軸線中心距誤，汽車連桿兩端孔的平行度的要求比較高，如果平行度差，就會使發(fā)動機(jī)的噪音大，耗油量大，磨擦大，磨損快，這就要求工件必須有很高的平行度在實(shí)際生產(chǎn)中常采用放大孔徑公差帶制造，通

31、過分組裝配滿足配合精度要求，因而連桿檢測成了生產(chǎn)中頻繁而又不可缺少的環(huán)節(jié)。3.1 連桿綜合測量的項(xiàng)目：大頭孔徑：205mm0.029兩孔中心距：5800.10mm大、小頭孔對端面的垂直度：大面0.06m大、小頭孔的圓柱度：0.02mm3.2連桿準(zhǔn)確實(shí)現(xiàn)測量的方法3.2.1.選擇測量基準(zhǔn)通過分析連桿的設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)和加工過程制定出了一套檢測方案，檢測基準(zhǔn)與設(shè)計基準(zhǔn)、工藝基準(zhǔn)選擇同一基準(zhǔn)更有利于控制產(chǎn)品質(zhì)量。按照三坐標(biāo)測量要求需先檢測基準(zhǔn)要素，再檢測被測要素，最后才能計算出形位誤差值。檢測過程中，有時需要進(jìn)行坐標(biāo)或位置轉(zhuǎn)換后才能進(jìn)行檢測、計算。我們在檢測過程中采用先建立工建坐標(biāo)系，再檢測基準(zhǔn)，

32、最后檢測被檢要素的方法來檢測工件。3.2.2.建立零件坐標(biāo)系工件特征：兩個平行孔和一個平面。工件坐標(biāo)系應(yīng)定在下直徑為8的孔中心，如上圖所示 平面為Z軸平面主基準(zhǔn)：平面，基準(zhǔn)A第二基準(zhǔn)：兩個孔的連軸線X軸原點(diǎn)：圓柱直徑為205Y軸原點(diǎn)：圓柱直徑為205Z軸平面：平面3.3連桿測量程序的編制3.3.1. 連桿新測量程序的建立具體操作如下：雙擊桌面上Calypso圖標(biāo)File（文件）New（新建）如圖1進(jìn)入軟件初始化之后會彈出一個界面 如圖22.把程序名命名為liangan（main）圖1所示圖2所示3.3.2連桿基準(zhǔn)的建立 操作步驟具體如下 1.在直徑為205的圓柱上打8個點(diǎn)設(shè)為X.Y方向上的原點(diǎn)

33、，注意事項(xiàng)：在圓柱表面采點(diǎn)時上截面采4個點(diǎn)，下截面采4個點(diǎn)，均勻分布2.在直徑為112的圓上打4個點(diǎn)作為第二基準(zhǔn)3.在Z方向的平面上打4個點(diǎn)設(shè)置為主基準(zhǔn)和Z方向上的原點(diǎn)4.點(diǎn)擊Base/Start Alignment（彈出坐標(biāo)系對話框） Spatial rotation（主基準(zhǔn)）Plane（平面）Planar Rotation（第二基準(zhǔn)）Circle（圓）X-Origin（X原點(diǎn)）Cylinder（圓柱）Y-Origin（Y原點(diǎn)）Cylinder（圓柱）Z-Origin（Z原點(diǎn)）Plane（平面）點(diǎn)擊ok注意：主基準(zhǔn)的方向+Z-Axis（正Z方向），第二基準(zhǔn)+Y-Axis（正Y方向）圖3所示3

34、.3.3連桿的安全平面的建立：操作步驟具體如下：1.選擇ResourcesClearance Plane2. 將當(dāng)前探頭移至一特定位置，該位置工件右側(cè)面，頂面和背面的距離大約10-15cm3.在右操縱桿上表面輕按三次4.然后再將當(dāng)前探頭移至一特定位置，該位置工件左側(cè)面，底面和正面的距離大約10-15cm5.再在右操縱桿上表面輕按三次，此時就生成了安全平面 如圖4：如圖4所示3.4連桿尺寸測量：3.4.1連桿的大頭孔徑的評價評價方法：1. 選擇Size Standards Diameter 如圖5 （注意）：在建立安全平面之前我們就已經(jīng)把被測元素采好點(diǎn)，現(xiàn)無需再采點(diǎn)。如圖5所示：圖6所示2.打開

35、特性元素框填入相應(yīng)的元素 如圖63.點(diǎn)擊Feture 1cylinder（圓柱）4.打開直徑公差復(fù)選框并輸入直徑為205設(shè)置為名義值，公差為0.029，點(diǎn)擊OK 如圖7圖7所示5.結(jié)果：實(shí)際值測出為205.0248，在公差范圍內(nèi)判斷此尺寸為合格3.4.2評價連桿的垂直度的評價：評價方法：1. 選擇Form and location(形狀與位置) Angularit(垂直度)2. 打開元素特性框填入相應(yīng)的元素Feture1(元素1) cylinder（圓柱），Primary Datum Plane(平面)注意：第一個選框?yàn)楸粶y元素，第二個選框是投影面的選擇3.修改該特性的名義值0.08，請看圖8圖8所示4.結(jié)果：測出來的實(shí)際數(shù)值為0.0271，在公差范圍0.08內(nèi)則判斷這個尺寸為合格。3.4.3評價連桿的圓柱度的評價：評價方法：1.選擇Form and location(形狀與位置) Perpendicularity(圓柱度)2.進(jìn)