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1、序言当今信息技术已经成为推动科学技术和国民经济高速发展的关键技术。如何用先进的信息技术来提升、改造我国的传统制造业，实现生产力跨越式发展的战略结构调整，是装备制造业面临的一项紧迫任务。著名科学家钱学森先生曾指出：“信息技术包括测量技术、计算机技术和通讯技术。测量技术是关键和基础。”采用适度先进的信息化数字测量技术和产品来迅速提升装备制造业水平，是当前一个重要的发展方向。国内外许多著名量仪量具制造厂商在近年来的CIMT展览会上展示了他们所取得的部分科研成果，所展现的现代测量技术发展趋势和面向市场与用户、服务于加工制造现场、测量与加工制造过程融合集成的新动向，值得我们高度重视和密切关注。随着时代的
2、发展，工业技术的进步，无论是机械加工方面，还是其他制造业中，常常会遇到关于大尺寸的问题，特别是对大尺寸的测量。大尺寸测量一般指500mm以上尺寸的测量。由于超出了一般测量器具的测量范围，以及测量条件较差，因而测量方法是使用的量仪都具有特殊性。对于大圆弧半径的测量，现有的测量方法有样板法、卡尺测量法、光学仪器测量法、工具显微镜测量法、三坐标测量机测量法等。但是各种方法都有其优势和缺陷。因此，对大圆弧半径的测量数据处理方法的研究具有一定的意义。目录序言.1目录.2摘要.51.绪论.61.1国内外发展景.61.2大圆弧半径测量方法存在的问题.71.3课题要求及要完成的任务.82. 大圆弧半径测量方法
3、的研究.92.1卡尺法.92.2工具显微镜测量. 112.2.1 弦高法. 112.2.2 平行弦法. 132.2.3 坐标点测量法. 162.2.4 切线法. 172.2.5 半弦测量法. 212.3 使用圆弧半径测量仪测量法. .232.4 三坐标测量机上测量大圆弧半径.272.4.1概述. .272.4.2 测量圆弧半径所需要的几何要素.272.4.3 三坐标测量机的环境要求.282.4.4 三坐标测量机上测量圆弧半径.292.5大圆弧半径测量方法的综述对比.333大圆弧半径测量方法的误差分析.343.1 卡尺法误差分析. . .343.2 工具显微镜测量法误差分析.。.343.3.2
4、平行弦法测量误差分析.。. 353.3.3 坐标点测量法测量误差分析.363.3.4 切线法测量误差分析.。.373.3.5 半弦测量法误差分析.。.393.3圆弧半径测量仪法测量误差分析.。.403.4使用三坐标测量机测圆弧半径的测量误差分析.423.5综述对比. .434. 使用三坐标测量机测圆弧半径的具体误差分析.464.1 测量准则. . . .464.2 三坐标测量机的误差来源. .464.3 三坐标测量机测量圆弧的误差分析.475. 测量数据分析. .54小结. .60参考文献.61摘要在现代工业生产中，越来越多地接触到大圆弧，因此对大圆弧半径的测量就成为一个热门的话题。本文主要讨
5、论现有的几种测量圆弧半径的方法，包括卡尺法、样板法、工具显微镜测量法、使用圆弧半径测量仪和三坐标测量仪等。论文中对这些测量方法进行详细的描述、分析和对比，主要表现在操作方法和测量精度两个方面，突出了三坐标测量机在测量大圆弧半径中的优势。通过使用MATLAB软件对实际测量数据进行处理，得出被测圆弧的半径值。从而得到一种简捷、快速的数据处理方法。关键词：大圆弧半径 工具显微镜 三坐标测量机 测量方法 数据处理AbstractIn the modern industrial production，we increasingly exposed to orthodrome radius, so the
6、 measurement of orthodrome radius becomes a hot topic. This paper mainly discusses several existing measuring methods of arc radius, including Caliper, Template, using tool microscope, arc radius measuring instrument and Coordinate Measuring Machines. Some detailed description and analysis and contr
7、ast to these methods are described in the paper, and they are mainly shown in operating method and measuring precision, and then give prominence to the advantage of the CMM in the measurement of the orthodrome radius. We get the radius of the large circular through the use of the MATLAB software to
8、process the actual measurement data .Thus we can gain a simple and rapid method of data processing.Keyword：Orthodromeradius; Tool Microscope; Coordinate Measuring Machines; method of measurement; Dataprocessing1绪论1.1国内外发展背景综合国内外发展，目前，现有的测量方法有以下几种：1）卡尺法使用卡尺法测量圆弧半径是通过测量直径来得到半径。虽然测量比较简单，便于现场测量，但是对于的大圆弧
9、半径的测量，因为其尺寸过大，而卡齿的量爪很难满足测量要求，无法测量出工件的直径尺寸。因此，这种方法在实际的应用中受到一定的限制。由于普通卡尺的测量存在着受圆弧包角和不能直接反映半径的缺点，经过改进，使其能对工件半径进行测量并且从卡尺上直接读出被测圆的半径，两个测量爪与主尺之间成一定的角度，在测量时，量爪和主尺基面都紧贴在工件的表面。因为设计时让测量爪和主尺基面的夹角，所以两个量爪的测量面在主尺基面上的距离口与工件的半径R相等，这样就可以直接读出被测圆弧的半径。这种经过改进的卡尺可以方便直接的对小于180的圆弧进行测量，但是，它的测量范围受到测量爪长度的限制。增加测量爪的长度可以扩大圆弧半径的测
10、量范围，但会引起测量误差的增大。另外，测量时一定要使被测圆弧表面与量爪测量面、主尺基面良好接触，否则将会得出错误的测量结果。2）使用工具显微镜测量法这种方法是用万能工具显微镜的测角目镜米字线中组成的几对刻线对被测工件进行瞄准读数，然后利用数学公式计算测量结果。运用工具显微镜测量法，只需要测量工件的弦长和弦高就可以换算出所需测量的半径值。这种测量方法原理简单，测量工作量少，是一种常用的测量圆弧的方法。3）光学仪器测量随着测量精度要求的不断提高，越来越多的光学仪器被应用于测量行业中。使用光学仪器测量大圆弧半径还是利用“弓高弦长法”的测量原理，但是其操作比较复杂，在测量前需要装夹和找正，测量后还需要大量的数据运算处理。对于大尺寸的测量，一般应考虑将量仪放在工件上进行测量，通常情况下光学仪器很难满足这种要求。4）样板法样板法也就是使用圆弧样板（样板规）进行测量。这种方法原理简单、操作方便，进行数据处理简单，但因受到样板数量和规格系列的限制，其测量范围是非常有限的，特别是对于大尺寸的测量，很难找到适用的样板。在精密测量中样板法测量精度的可靠度是相当低的，很难满足现代工业技术高精度的要求，5）在三坐标测量机上测量大圆弧半径根据三点确定一个圆，测量圆弧的三个点，经过三坐标测量机内部软件处理，直接得到圆弧半径
