測量輪轂斜面壁厚尺寸的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ]本發(fā)明涉及工業(yè)測量領(lǐng)域，具體地涉及一種測量輪轂壁厚的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]在輪轂生產(chǎn)完成之后，需要對輪轂的各個部分的尺寸進(jìn)行測量，從而判斷輪轂產(chǎn)品是否與設(shè)計尺寸一致。輪轂的壁厚是重要的輪轂尺寸參數(shù)。如果輪轂的壁厚不足，將導(dǎo)致輪轂的強(qiáng)度受到影響。
[0003]在輪轂半成品尺寸控制中，斜面壁厚作為重點(diǎn)保證尺寸，需重點(diǎn)監(jiān)控。然而以往在平臺檢查站，檢查員都是用壁厚卡尺(游標(biāo)卡尺的一種)來手動測量。常規(guī)游標(biāo)卡尺測量輪轂斜面壁厚尺寸存在人為誤差大，測量效率低等弊端。因此有人開發(fā)了使用三坐標(biāo)儀進(jìn)行輪轂壁厚尺寸測量，希望有效規(guī)避人為測量的弊端。然而，行業(yè)內(nèi)普遍認(rèn)為使用三坐標(biāo)儀測量斜面壁厚尺寸精確度不好，難以替代游標(biāo)卡尺的方法。目前，迫切地需要一種準(zhǔn)確度高、操作方便的方法來測量輪轂的斜面壁厚。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]因此，本發(fā)明的目的是提供一種測量輪轂斜面壁厚的方法。
[0005]為了完成以上的目的，本發(fā)明的發(fā)明思路在于:
[0006]在本發(fā)明的一個方面，提供了一種測量輪轂斜面壁厚的方法，其特征在于，所述的方法包括步驟:步驟101:將輪轂平放在三坐標(biāo)機(jī)的檢測臺上，在輪轂內(nèi)輪輞斜面上依次沿三坐標(biāo)機(jī)YZ軸截面采兩點(diǎn)，命名為第一內(nèi)壁點(diǎn)(I)、第二內(nèi)壁點(diǎn)(2)，將該兩點(diǎn)X軸坐標(biāo)值編輯為O，從而建立第一坐標(biāo)系，所述的第一坐標(biāo)系是笛卡爾坐標(biāo)系;步驟111:將步驟101中所限定出的所述第一內(nèi)壁點(diǎn)(I)和第二內(nèi)壁點(diǎn)(2)連接并構(gòu)造成三維直線，命名為輪輞壁厚軸向線;步驟121:以輪輞壁厚軸向線的方向?yàn)閅’軸建立第二坐標(biāo)系，所述的第二坐標(biāo)系為笛卡爾坐標(biāo)系;步驟131:在輪輞內(nèi)壁采內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)(3)，在輪輞外壁采外輪輞壁厚點(diǎn)(4)，并且使得內(nèi)外輪輞壁厚點(diǎn)的X’值為O;以及步驟141:在第二坐標(biāo)系下，計算內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)3和外輪輞壁厚點(diǎn)(4)之間在Z’軸上的二維距離，記錄為輪轂斜面壁厚測量值。
[0007]在本發(fā)明的優(yōu)選的方面，在步驟121和步驟131之間還包括步驟122:在步驟121之后發(fā)生其他的測量和坐標(biāo)系調(diào)節(jié)之后，將坐標(biāo)系調(diào)節(jié)回到第二坐標(biāo)系。
[0008]在本發(fā)明的優(yōu)選的方面，在步驟131中，內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)(3)和外輪輞壁厚點(diǎn)(4)的采樣方向?yàn)樵诘诙鴺?biāo)系下沿著Z’軸的方向。
[0009 ]在本發(fā)明的其他方面，所述的方法包括以下的步驟:步驟11:將輪轂平放在三坐標(biāo)機(jī)的檢測臺上，在輪轂內(nèi)輪輞斜面上依次沿三坐標(biāo)機(jī)YZ軸截面采兩點(diǎn)，命名為第一內(nèi)壁點(diǎn)(I)、第二內(nèi)壁點(diǎn)(2)，將該兩點(diǎn)X軸坐標(biāo)值編輯為0，從而建立第一坐標(biāo)系，所述的第一坐標(biāo)系是笛卡爾坐標(biāo)系；步驟111:將步驟1I中所限定出的所述內(nèi)壁點(diǎn)(I)和內(nèi)壁點(diǎn)(2)連接并構(gòu)造成三維直線，命名為輪輞壁厚軸向線;步驟121:在與第一坐標(biāo)軸不垂直也不平行的斜壁上測量壁厚，采點(diǎn)時測針需與斜壁保持垂直，建立與斜壁平行的坐標(biāo)系，命名為“輪輞壁厚坐標(biāo)系”(將“輪輞壁厚軸向線”旋轉(zhuǎn)至坐標(biāo)軸Y+)。實(shí)體工件斜壁的傾角為變量DX，斜壁采點(diǎn)矢量方向變量DY，則DX丄DY，可以保證采點(diǎn)的矢量方向與某坐標(biāo)軸垂直，繼而規(guī)避了矢量方向誤差的產(chǎn)生。步驟122:由于在測量外輪輞壁厚點(diǎn)之前，程序可能會在其他坐標(biāo)系下進(jìn)行測量其他尺寸，因此需回調(diào)“輪輞壁厚坐標(biāo)系”；步驟131:在輪輞壁厚坐標(biāo)系下，在內(nèi)輪輞采I點(diǎn)，命名為“內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)”，為確保測量采點(diǎn)方向垂直內(nèi)壁，將該點(diǎn)矢量方向編輯為I，J，K(0，0，-1);步驟132:在輪輞壁厚坐標(biāo)系下，在外輪輞采I點(diǎn)，命名為“外輪輞壁厚點(diǎn)”，為確保測量采點(diǎn)方向垂直外壁，將該點(diǎn)矢量方向編輯為I，J，K(0，0，I);步驟141:在輪輞壁厚坐標(biāo)系下，計算“內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)”到“外輪輞壁厚點(diǎn)”相對于Z坐標(biāo)軸平行的2維距離，即輪輞壁厚。
[0010]以上各步驟中所提及“矢量方向”在三坐標(biāo)測量領(lǐng)域是指測針觸測某特征后回退方向；
[0011]步驟131、步驟132中“矢量方向”參數(shù)1，了，1((0，0，-1)及1，1，1((0，0，1)指的是測針回退方向直線分別與X軸、Y軸、Z軸夾角的余弦值。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)方案的優(yōu)點(diǎn)在于，克服了三坐標(biāo)儀測量輪輞壁厚時，由于坐標(biāo)系選擇為以檢測臺為基準(zhǔn)的坐標(biāo)系帶來的誤差較大的現(xiàn)象，提高了檢測的準(zhǔn)確度，為輪輞厚度檢測的自動化提供了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0013]以下，結(jié)合附圖來詳細(xì)說明本發(fā)明的實(shí)施方案，其中:
[0014]圖1:本發(fā)明的實(shí)施例1中測量輪轂斜面壁厚的方法的流程圖；
[0015]圖2:本發(fā)明的實(shí)施例1中第一坐標(biāo)系、第二坐標(biāo)系及測量點(diǎn)選取位置的示意圖；
[0016]其中:1-第一內(nèi)壁點(diǎn)，2-第二內(nèi)壁點(diǎn)，3-內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)，4-外輪輞壁厚點(diǎn)。
【具體實(shí)施方式】
[0017]實(shí)施例1
[0018]在中信戴卡位于秦皇島市經(jīng)濟(jì)技術(shù)開發(fā)區(qū)的研發(fā)車間進(jìn)行了本發(fā)明的方法的試驗(yàn)。為了實(shí)現(xiàn)少人化，減少一線員工(檢查員)勞動量，提高測量精度，縮減測量節(jié)拍。
[0019]測量的各步驟具體描述如下:
[0020]步驟101:在輪轂內(nèi)輪輞斜面上依次沿三坐標(biāo)機(jī)YZ軸截面采兩點(diǎn)，命名為“內(nèi)壁點(diǎn)I”、“內(nèi)壁點(diǎn)2”，將該兩點(diǎn)X軸坐標(biāo)值編輯為“O” ；
[0021]步驟111:將該兩點(diǎn)構(gòu)造成3維直線，命名為“輪輞壁厚軸向線”；
[0022]步驟121:在與坐標(biāo)軸不垂直也不平行的斜壁上測量壁厚，采點(diǎn)時測針需與斜壁保持垂直，建立與斜壁平行的坐標(biāo)系，命名為“輪輞壁厚坐標(biāo)系”(將“輪輞壁厚軸向線”旋轉(zhuǎn)至坐標(biāo)軸Y+)。實(shí)體工件斜壁的傾角為變量DX，斜壁采點(diǎn)矢量方向變量DY，則DX丄DY，可以保證采點(diǎn)的矢量方向與某坐標(biāo)軸垂直，繼而規(guī)避了矢量方向誤差的產(chǎn)生。
[0023]步驟122:由于在測量外輪輞壁厚點(diǎn)之前，程序可能會在其他坐標(biāo)系下進(jìn)行測量其他尺寸，因此需回調(diào)“輪輞壁厚坐標(biāo)系”；
[0024]步驟131:在輪輞壁厚坐標(biāo)系下，在內(nèi)輪輞采I點(diǎn)，命名為“內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)”，為確保測量采點(diǎn)方向垂直內(nèi)壁，將該點(diǎn)矢量方向編輯為1，1，1((0，0，-1);
[0025]步驟132:在輪輞壁厚坐標(biāo)系下，在外輪輞采I點(diǎn)，命名為“外輪輞壁厚點(diǎn)”，為確保測量采點(diǎn)方向垂直外壁，將該點(diǎn)矢量方向編輯為1，1，1((0，0，1);
[0026]步驟141:在輪輞壁厚坐標(biāo)系下，計算“內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)”到“外輪輞壁厚點(diǎn)”相對于Z坐標(biāo)軸平行的2維距離，即輪輞壁厚。
[0027]步驟131、132中，將內(nèi)、外壁測量點(diǎn)的矢量方向參數(shù)分別設(shè)置為I，J，K(0，0，_1)及I，J，K(0，0，I)比較重要。這樣設(shè)置參數(shù)使得測針可沿著垂直斜壁的方向進(jìn)行觸測，進(jìn)而測量值誤差幾率極小。
[0028]本實(shí)施例中，已經(jīng)在中信戴卡的內(nèi)部試驗(yàn)車間實(shí)際驗(yàn)證I年以上，并投入生產(chǎn)使用。
[0029]以某國際知名整車廠商的一款輪型為例(數(shù)據(jù)單位:毫米)，該輪型機(jī)加半成品斜面壁厚公差為4.25-0.2，使用傳統(tǒng)壁厚卡尺，5名檢查員分別測量得出數(shù)據(jù)為:4.22、4.24、4.18、4.20、4.18，測量極差為0.06，將該輪型用三坐標(biāo)機(jī)測量5次，得出測量結(jié)果為4.214、4.214、4.215、4.214、4.215，測量極差僅為0.001，可見使用三坐標(biāo)測量斜壁厚的重復(fù)誤差極小。
[0030]以某國際知名整車廠商的另一款輪型為例(數(shù)據(jù)單位:毫米)，該輪型機(jī)加半成品斜面壁厚公差為4-0.2，使用三坐標(biāo)機(jī)在不建立坐標(biāo)系的情況下，直接手動采點(diǎn)測量5次，測量結(jié)果如下:4.236、4.195、4.206、4.188、4.157，測量極差為0.079，使用建立“壁厚坐標(biāo)系”及設(shè)置測量點(diǎn)矢量方向值的方法，測量結(jié)果為:4.076、4.077、4.077、4.076、4.077?？梢?，在用三坐標(biāo)機(jī)不建立第二坐標(biāo)系手動采點(diǎn)的情況下，測量誤差很大，重復(fù)性也比較差(由于非垂直觸測測量結(jié)果普遍偏大)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種測量輪轂斜面壁厚的方法，其特征在于，所述的方法包括步驟:步驟101:將輪轂平放在三坐標(biāo)機(jī)的檢測臺上，在輪轂內(nèi)輪輞斜面上依次沿三坐標(biāo)機(jī)YZ軸截面采兩點(diǎn)，命名為第一內(nèi)壁點(diǎn)(I)、第二內(nèi)壁點(diǎn)(2)，將該兩點(diǎn)X軸坐標(biāo)值編輯為0，從而建立第一坐標(biāo)系，所述的第一坐標(biāo)系是笛卡爾坐標(biāo)系;步驟111:將步驟101中所限定出的所述第一內(nèi)壁點(diǎn)(I)和第二內(nèi)壁點(diǎn)(2)連接并構(gòu)造成三維直線，命名為輪輞壁厚軸向線;步驟121:以輪輞壁厚軸向線的方向?yàn)閅’軸建立第二坐標(biāo)系，所述的第二坐標(biāo)系為笛卡爾坐標(biāo)系；步驟131:在輪輞內(nèi)壁采內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)(3)，在輪輞外壁采外輪輞壁厚點(diǎn)(4)，并且使得內(nèi)外輪輞壁厚點(diǎn)的X’值為O;以及步驟141:在第二坐標(biāo)系下，計算內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)3和外輪輞壁厚點(diǎn)(4)之間在Z’軸上的二維距離，記錄為輪轂斜面壁厚測量值。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟121和步驟131之間還包括步驟122:在步驟121之后發(fā)生其他的測量和坐標(biāo)系調(diào)節(jié)之后，將坐標(biāo)系調(diào)節(jié)回到第二坐標(biāo)系。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，在步驟131中，內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)(3)和外輪輞壁厚點(diǎn)(4)的采樣方向?yàn)樵诘诙鴺?biāo)系下沿著Z’軸的方向。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種測量輪轂斜面壁厚的方法：將輪轂平放在三坐標(biāo)儀檢測臺上，在輪轂內(nèi)輪輞斜面上沿三坐標(biāo)機(jī)YZ軸截面采第一內(nèi)壁點(diǎn)1和第二內(nèi)壁點(diǎn)2，將該兩點(diǎn)X軸坐標(biāo)值設(shè)為0，建立第一笛卡爾坐標(biāo)系；將步驟101中所限定出的兩點(diǎn)連接并構(gòu)造成輪輞壁厚軸向線；以輪輞壁厚軸向線的方向?yàn)閅’軸建立第二笛卡爾坐標(biāo)系；在輪輞內(nèi)壁采X’值為0的內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)3和外輪輞壁厚點(diǎn)4；在第二坐標(biāo)系下計算內(nèi)輪輞壁厚點(diǎn)3和外輪輞壁厚點(diǎn)4之間在Z’軸上的二維距離，記錄為輪轂斜面壁厚測量值。本發(fā)明方法的優(yōu)點(diǎn)在于克服了三坐標(biāo)儀測量輪輞壁厚由于坐標(biāo)系以檢測臺為基準(zhǔn)帶來的誤差較大的現(xiàn)象，提高了檢測的準(zhǔn)確度，為輪輞厚度檢測的自動化提供了基礎(chǔ)。
【IPC分類】G01B21/08, G01B21/04
【公開號】CN105526900
【申請?zhí)枴緾N201510726887
【發(fā)明人】王海毅
【申請人】中信戴卡股份有限公司
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年10月30日