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摘要：为了验证三坐标测量机的精度状态能否满足测量要求，本文介绍了一个能快速验证设备精度是否合格的程序。该程序适合在设备每天开机，设备发生碰撞，异常断电，测针松动，测座偏转等任何影响设备精度的异常情况下运行，运行结果自动提示是否满足要求，以便测量人员排查是否由于设备自身的原因引起测量误差做出应对。该程序为全自动程序，以本公司目前使用的角度数量为128个为例程序运行时间为5分钟。
关键词：验证，三坐标双悬臂测量机，PC-DMIS，校验
引言
随着汽车行业高速发展，高精度测量仪器的运用已较为广泛，测量机的精度状态对测量结果至关重要。本文以海克斯康双悬臂式测量机进行举例介绍。由于研发阶段所有车身状态的不确定性，即使我们前期对测量程序进行过大量的仿真验证，仍无法完全避免设备与车身发生碰撞停机事故。为满足白车身/分总成/单件/检具等所有的测量任务，设备共有128个角度，所有角度校验时间约为2小时。不校验测尖就无法确认设备精度状态。当发现测量结果异常时，如车身合格率突然大幅度降低，相关尺寸人员分析排查后认为设备精度出现问题，其后果非常严重。为解决这一问题，我们根据精度校验的原理制作出一套解决方法，选取部分角度来进行测量，以此来反推设备精度的状态。此方法及程序本公司已验证实用有效，多次及时准确的验证出设备精度状态，有效的提高了测量数据的准确性和测量效率。
一、测量角度选取
测量角度的选取需要覆盖整个测角范围，且均匀散布，不能集中在相似或相近的几个角度上。A角以45等分使用0，45，90，B角以90等分别用0，-90，180，90如第二部分阐述组合共9个角度。由于A0B0角为所有测量角度的参照基准，所以它必须为所选角度之一，其它角度可参照设备测角范围或平时常用角度范围确定。
二、测量程序编制
首先，新建程序将程序模式改为自动以A0B0为第一个测量角度，并自动创建一个直径15.875，IJK（0，-1，0）纬度开始角0结束角360经度开始角0结束角90样例点1两者After70的球体，此时不需要关注球体的XYZ值随机生成的都可以。
其次，使用球体建立坐标系。不需要找正、旋转或者迭代及最佳拟合，只需要将创建的球体1选中，使用球体1作为XYZ的原点确定即可。球体使用非坐标轴方向的角度进行测量时，要想测到从赤道到极点的半圆必须输入正确的矢量方向，否则测针就会撞杆。如下图一所示矢量方向是长度为1的线段坐标轴方向上的矢量均可以较简单的表示出来。已知A点与原点所构成长度为1的线段在Y0-X面上α=45°便可以用余弦函数计算L1=L2= COS45°X1==0.707，A点的IJK为（-L2，L1，0）。
有了矢量方向的概念就可以按照测针转角的安全轨迹依次创建XYZ（0，0，0）的球体，添加测尖A45B180创建特征球体2IJK（0，-0.7，0，7）测尖A45B90创建特征球体3IJK（0.7，-0.7，0）测尖A45B0创建球体4IJK（0，-0.7，-0.7）测尖A45B-90创建球体5IJK（-0.7，-0.7，0）。需要注意的是当A角为90时，需要避让标准球的支撑杆，以下角度创建的球体纬度开始角度为50°结束角度为310°。测尖A90B-90创建球体6IJK（-1，0，0）测尖A90B0创建球体7IJK（ 0，0，-1）测尖A90B90创建球体8IJK （1，0，0）测尖A90B180创建球体9IJK（0，0，1）。创建特征完成即可对每两个特征评价3D距离理论值给0公差根据每个设备自身精度及使用环境来定义，这里使用0.1mm创建36个评价结果程序编写完成。
评价15条就能占据整个显示屏，如果程序到此结束每次需要查看36条结果来评估是否可用，显得有些麻烦和机械。为此我们使用条件语句以及变量来实现自动查看，若超差弹出提醒对话框“结果超差请重新校验测尖”，若不超差弹出提醒对话框“结果满足无超差”以此方法来实时反馈，并指导操作人员操作。
三、自动评价提示
以下为程序中使用的完整语句供参考。
ASSIGN/NUM=1
ASSIGN/V1="结果满足无超差"
ASSIGN/V2="结果超差请重新校驗测尖"
L1 =LABEL/
ASSIGN/DIST="DIST"+NUM
IF_GOTO/NUM>36，GOTO = L2
IF/DIST.DEV<0.1
ASSIGN/NUM=NUM+1
GOTO/L1
L2 =LABEL/
COMMENT/OPER，NO，FULL SCREEN=NO，AUTO-CONTINUE=NO，
V1
END_IF/
ELSE/
COMMENT/OPER，NO，FULL SCREEN=NO，AUTO-CONTINUE=NO，
V2
END_ELSE/
需要注意的是运行此程序和校验测针时一样，测针和标准球要保持清洁。测针、测头、测座等包括标准球都要固定牢固，不能有丝毫间隙。测头校验的速度要与测量时的速度保持一致，以减少外部环境对验证结果的影响，当程序提醒需要重新校验测尖时需要对机器精度校验。
四、结论
文章从程序的必要性及测角选取，程序的编制以及自动化的评价等方面对验证程序的全貌进行了详细的描述，通过程序的使用可提前对测量误差进行预规避，为过程中出现的测量问题分析提供了一个方向。鉴于三坐标测量机的多样性，在实际工作中，可根据文中描述，灵活添加角度，变换IJK数值以及使用条件语句来实现不同机型所要达到的要求。
参考文献：
[1]海克斯康（青岛）测量技术有限公司.PC-DMIS参考手册.
[2]《PC-DMIS高级编程培训手册》
[3]张国雄.三坐标测量机[M].天津：天津大学出版社，1999 年
关键词：验证，三坐标双悬臂测量机，PC-DMIS，校验
引言
随着汽车行业高速发展，高精度测量仪器的运用已较为广泛，测量机的精度状态对测量结果至关重要。本文以海克斯康双悬臂式测量机进行举例介绍。由于研发阶段所有车身状态的不确定性，即使我们前期对测量程序进行过大量的仿真验证，仍无法完全避免设备与车身发生碰撞停机事故。为满足白车身/分总成/单件/检具等所有的测量任务，设备共有128个角度，所有角度校验时间约为2小时。不校验测尖就无法确认设备精度状态。当发现测量结果异常时，如车身合格率突然大幅度降低，相关尺寸人员分析排查后认为设备精度出现问题，其后果非常严重。为解决这一问题，我们根据精度校验的原理制作出一套解决方法，选取部分角度来进行测量，以此来反推设备精度的状态。此方法及程序本公司已验证实用有效，多次及时准确的验证出设备精度状态，有效的提高了测量数据的准确性和测量效率。
一、测量角度选取
测量角度的选取需要覆盖整个测角范围，且均匀散布，不能集中在相似或相近的几个角度上。A角以45等分使用0，45，90，B角以90等分别用0，-90，180，90如第二部分阐述组合共9个角度。由于A0B0角为所有测量角度的参照基准，所以它必须为所选角度之一，其它角度可参照设备测角范围或平时常用角度范围确定。
二、测量程序编制
首先，新建程序将程序模式改为自动以A0B0为第一个测量角度，并自动创建一个直径15.875，IJK（0，-1，0）纬度开始角0结束角360经度开始角0结束角90样例点1两者After70的球体，此时不需要关注球体的XYZ值随机生成的都可以。
其次，使用球体建立坐标系。不需要找正、旋转或者迭代及最佳拟合，只需要将创建的球体1选中，使用球体1作为XYZ的原点确定即可。球体使用非坐标轴方向的角度进行测量时，要想测到从赤道到极点的半圆必须输入正确的矢量方向，否则测针就会撞杆。如下图一所示矢量方向是长度为1的线段坐标轴方向上的矢量均可以较简单的表示出来。已知A点与原点所构成长度为1的线段在Y0-X面上α=45°便可以用余弦函数计算L1=L2= COS45°X1==0.707，A点的IJK为（-L2，L1，0）。
有了矢量方向的概念就可以按照测针转角的安全轨迹依次创建XYZ（0，0，0）的球体，添加测尖A45B180创建特征球体2IJK（0，-0.7，0，7）测尖A45B90创建特征球体3IJK（0.7，-0.7，0）测尖A45B0创建球体4IJK（0，-0.7，-0.7）测尖A45B-90创建球体5IJK（-0.7，-0.7，0）。需要注意的是当A角为90时，需要避让标准球的支撑杆，以下角度创建的球体纬度开始角度为50°结束角度为310°。测尖A90B-90创建球体6IJK（-1，0，0）测尖A90B0创建球体7IJK（ 0，0，-1）测尖A90B90创建球体8IJK （1，0，0）测尖A90B180创建球体9IJK（0，0，1）。创建特征完成即可对每两个特征评价3D距离理论值给0公差根据每个设备自身精度及使用环境来定义，这里使用0.1mm创建36个评价结果程序编写完成。
评价15条就能占据整个显示屏，如果程序到此结束每次需要查看36条结果来评估是否可用，显得有些麻烦和机械。为此我们使用条件语句以及变量来实现自动查看，若超差弹出提醒对话框“结果超差请重新校验测尖”，若不超差弹出提醒对话框“结果满足无超差”以此方法来实时反馈，并指导操作人员操作。
三、自动评价提示
以下为程序中使用的完整语句供参考。
ASSIGN/NUM=1
ASSIGN/V1="结果满足无超差"
ASSIGN/V2="结果超差请重新校驗测尖"
L1 =LABEL/
ASSIGN/DIST="DIST"+NUM
IF_GOTO/NUM>36，GOTO = L2
IF/DIST.DEV<0.1
ASSIGN/NUM=NUM+1
GOTO/L1
L2 =LABEL/
COMMENT/OPER，NO，FULL SCREEN=NO，AUTO-CONTINUE=NO，
V1
END_IF/
ELSE/
COMMENT/OPER，NO，FULL SCREEN=NO，AUTO-CONTINUE=NO，
V2
END_ELSE/
需要注意的是运行此程序和校验测针时一样，测针和标准球要保持清洁。测针、测头、测座等包括标准球都要固定牢固，不能有丝毫间隙。测头校验的速度要与测量时的速度保持一致，以减少外部环境对验证结果的影响，当程序提醒需要重新校验测尖时需要对机器精度校验。
四、结论
文章从程序的必要性及测角选取，程序的编制以及自动化的评价等方面对验证程序的全貌进行了详细的描述，通过程序的使用可提前对测量误差进行预规避，为过程中出现的测量问题分析提供了一个方向。鉴于三坐标测量机的多样性，在实际工作中，可根据文中描述，灵活添加角度，变换IJK数值以及使用条件语句来实现不同机型所要达到的要求。
参考文献：
[1]海克斯康（青岛）测量技术有限公司.PC-DMIS参考手册.
[2]《PC-DMIS高级编程培训手册》
[3]张国雄.三坐标测量机[M].天津：天津大学出版社，1999 年