三坐标测量机自动测量稳定杆的方法与流程

本发明涉及三坐标测量机自动测量汽车稳定杆的方法。

背景技术：

汽车稳定杆是汽车悬架系统的重要组成部件，其制造质量直接关系到汽车悬架系统的性能和寿命。因此，需要在汽车稳定杆生产过程中进行非常精密的检测，以保证产品的精度及公差配合。目前，对汽车稳定杆的检测主要还是依靠手动量规检测，不仅检测时间长，费时费力，而且由于受人为干扰的因素较多，导致测量精度也不高。

三坐标测量机是测量零件尺寸数据的常见设备，将被测零件置于三坐标测量空间中，可获得被测零件上各测点的坐标位置，根据这些点的空间坐标值，可以求出被测零件的几何尺寸、形状和位置。三坐标测量机虽然目前已经得到了广泛的应用，但是其常常受限于被测零件的轮廓形状，当零件的轮廓形状比较复杂时，需要在某个基准面上投影或多次进行基准变换，使得使用三坐标测量机进行测量时也不能达到令人满意的测量精度和测量速度。

技术实现要素：

本发明所要解决的技术问题在于提供一种用三坐标测量机自动测量稳定杆的方法，该方法测量时间短，测量精度高。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

三坐标测量机自动测量稳定杆的方法，包括以下步骤：

步骤a、将稳定杆的三维图像模型导入到三坐标测量机中；三坐标测量机根据该稳定杆的三维图像模型以及要测量的稳定杆物理量规划测量路径，使三坐标测量机的测针在测量过程中不会与稳定杆发生干涉；

步骤b、将第一根待测的稳定杆定位在三坐标测量机的夹具上，使其在测量过程中不会发生晃动；

步骤c、人工控制三坐标测量机，使三坐标测量机的测针测量位于稳定杆中部杆身的第一基准圆柱和第二基准圆柱、分别位于稳定杆中部杆身两侧的两个侧弯部上的第三基准圆柱和第四基准圆柱、以及每个稳定杆端头的内侧平面、外侧平面和端头孔；

步骤d、三坐标测量机根据每个稳定杆端头的内侧平面和外侧平面的测量坐标值，构造出每一稳定杆端头的中分面，将每个稳定杆端头的端头孔的圆心投影至该稳定杆端头的中分面，得到两个端头基准点；并且，通过将第一基准圆柱的中心线与第三基准圆柱的中心线相交获得第一杆身基准点，将第二基准圆柱的中心线与第四基准圆柱的中心线相交获得第二杆身基准点；

步骤e、三坐标测量机用两个端头基准点、第一杆身基准点和第二杆身基准点构建一平面，将两个端头基准点的连线的中点投影到第一杆身基准点与第二杆身基准点的连线上作为坐标系原点，基于所述坐标系原点以及所构建的平面通过321法则建立三坐标测量机的工件坐标系，再将三坐标测量机的工件坐标系调整至与稳定杆工件图纸的坐标系一致；

步骤f、三坐标测量机记录上述的步骤c至步骤e，并生成工件坐标系建立程序；

步骤g、三坐标测量机按照所述规划路径自动测量第一根待测的稳定杆，获得第一根待测稳定杆的测量数据。

采用上述技术方案后，本发明至少具有以下优点：

本发明的方法能够对同型号多件次的稳定杆产品进行自动测量，与以往的测量方式相比，大大缩短了测量时间，提高了测量效率，并减轻了测量人员的工作负担。此外，与现有的手动检测因经常受到人为因素干扰导致检测结果的波动性较大的情况相比，本发明由于是采用机器测量，重复性好，因而能获得更精确的测量结果。

附图说明

图1示出了根据本发明一实施例的方法所获得的汽车稳定杆的两个端头基准点、第一杆身基准点和第二杆身基准点。

图2示出了根据本发明一实施例的方法所获得的汽车稳定杆端头的中分面。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进行详细说明。

根据本发明一实施例的三坐标测量机自动测量稳定杆的方法，包括以下步骤：

步骤a、将稳定杆的三维图像模型导入到三坐标测量机中；三坐标测量机根据该稳定杆的三维图像模型以及要测量的稳定杆物理量规划测量路径，使三坐标测量机的测针在测量过程中不会与待测的稳定杆发生干涉。上述的要测量的稳定杆物理量包括但不限于轮廓度、平面度、平行度等等，上述的测量路径包括搜索距离、回退距离等参数。

步骤b、将第一根待测的稳定杆定位在三坐标测量机的夹具上，使其在测量过程中不会发生晃动；

步骤c、请结合图1和图2所示。人工控制三坐标测量机，使三坐标测量机的测针测量位于稳定杆中部杆身11的第一基准圆柱111和第二基准圆柱112、分别位于稳定杆中部杆身两侧的两个侧弯部12上的第三基准圆柱113和第四基准圆柱114、以及每个稳定杆端头13的内侧平面131、外侧平面132和端头孔130。

可以选取稳定杆中部杆身11的中点与稳定杆一侧拐角部位之间的任意一个圆柱部分作为第一基准圆柱111，选取稳定杆中部杆身11的中点与稳定杆另一侧拐角部位之间的任意一个圆柱部分作为第二基准圆柱112，可以分别选取两个侧弯部12上的任意一个圆柱部分分别作为第三基准圆柱113和第四基准圆柱114。在本实施例中，选取稳定杆中部杆身上靠近稳定杆一侧拐角部位的那一个圆柱作为第一基准圆柱111，选取位于稳定杆一侧的侧弯部上靠近稳定杆一侧拐角部位的那一个圆柱作为第三基准圆柱113，选取稳定杆中部杆身上靠近稳定杆另一侧拐角部位的那一个圆柱作为第二基准圆柱112，选取位于稳定杆另一侧的侧弯部上靠近稳定杆另一侧拐角部位的那一个圆柱作为第四基准圆柱114。通过测量基准圆柱可以知道该基准圆柱的中心线，通过测量端头孔130可以知道端头孔130的圆心。

步骤d、三坐标测量机根据每个稳定杆端头的内侧平面131和外侧平面132的测量坐标值，构造出每一稳定杆端头的中分面133(图2中用虚线表示)，将每个稳定杆端头的端头孔的圆心投影至该稳定杆端头的中分面，得到两个端头基准点pt1、pt2；并且，通过将第一基准圆柱111的中心线x1与第三基准圆柱133的中心线x3相交获得第一杆身基准点pt3，将第二基准圆柱112的中心线x2与第四基准圆柱114的中心线x4相交获得第二杆身基准点pt4。

步骤e、三坐标测量机用两个端头基准点pt1、pt2、第一杆身基准点pt3和第二杆身基准点pt4构建一平面，将两个端头基准点pt1、pt2的连线l1的中点pt0投影到第一杆身基准点pt3与第二杆身基准点pt4的连线l2上作为坐标系原点o，基于坐标系原点o以及所构建的平面通过321法则建立三坐标测量机的工件坐标系，再将三坐标测量机的工件坐标系调整至与稳定杆工件图纸的坐标系一致。步骤d和步骤e均由三坐标测量机的软件实现。

步骤f、三坐标测量机记录上述的步骤c至步骤e，并生成工件坐标系建立程序。

步骤g、三坐标测量机按照步骤a规划的测量路径自动测量第一根待测的稳定杆，获得第一根待测稳定杆的测量数据。

步骤h、将完成测量的第一根待测稳定杆从夹具上取下，将与所述第一根待测稳定杆型号相同的其余待测稳定杆逐一定位在所述夹具上，针对其余的每一根待测稳定杆，三坐标测量机根据工件坐标系建立程序自动建立三坐标测量机的工件坐标系，并按照步骤a规划的测量路径自动测量稳定杆，获得稳定杆的测量数据。

生成了工件坐标系建立程序后，在测量其它同型号的任一根待测汽车稳定杆时，只需将该汽车稳定杆定位到夹具上，三坐标测量机会依据生成的工件坐标系建立程序建立与工件图纸坐标系一致的工件坐标系，并按照规划的测量路径测量各个测点的坐标值，因而大大缩短了测量时间。

本发明的方法能够对同型号多件次的稳定杆产品进行自动测量，与以往的测量方式相比，大大缩短了测量时间，提高了测量效率，并减轻了测量人员的工作负担。以往手工测量一根稳定杆大约要花费7个小时，而采用本发明后，除了在测量待测的第一根稳定杆时因建立工件坐标系建立程序导致需要花费的时间比其余稳定杆稍长外，测量除第一根待测稳定杆以外的其余每一根稳定杆只需1个小时左右。此外，与现有的手动检测因经常受到人为因素干扰导致检测结果的波动性较大的情况相比，本发明由于是采用机器测量，重复性好，因而能获得更精确的测量结果。