基于Delphi平板工作面平面度“最小條件原則”評定方法

劉　偉　代　娜

(武漢市計量測試檢定研究所，武漢 430050)

0　引言

平板是機(jī)械測量中最常見的用以工件檢測或劃線的平面基準(zhǔn)器具。目前，國內(nèi)大部分計量技術(shù)機(jī)構(gòu)都依據(jù)JJG 117—2005開展了平板檢定、校準(zhǔn)工作。在平板的檢定、校準(zhǔn)過程中，工作面平面度是最主要的檢定項目，也是判別平板準(zhǔn)確度等級的重要技術(shù)指標(biāo)。平板工作面平面度的數(shù)據(jù)處理有對角四點平面評定和最小條件原則評定兩種方法。在日常檢定中通常優(yōu)先采用對角四點平面評定。這是因為按最小條件原則評定平面度誤差值，必須找到理想平面的方位，但有時候難以實現(xiàn)。然而，如果出現(xiàn)爭議，應(yīng)使用“最小條件原則”評定的測量結(jié)果作為平面度仲裁的最終評定結(jié)果。

本文主要是針對最小條件評定原則進(jìn)行討論，采用Delphi及SQLite數(shù)據(jù)庫編制程序算法，以使數(shù)據(jù)處理過程簡單化，提高工作效率，減少誤差。

1　Delphi、SQLite簡介

Delphi，是著名的快速應(yīng)用程序開發(fā)工具(Rapid Application Development，簡稱RAD)。它的前身，即是DOS時代盛行一時的“Borland Turbo Pascal”，最早的版本由美國Borland(寶蘭)公司于1995年開發(fā)。Delphi是一個集成開發(fā)環(huán)境(IDE)，使用的核心是由傳統(tǒng)Pascal語言發(fā)展而來的Object Pascal，以圖形用戶界面為開發(fā)環(huán)境，透過IDE、VCL工具與編譯器，配合連結(jié)數(shù)據(jù)庫的功能，構(gòu)成一個以面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計為中心的應(yīng)用程序開發(fā)工具。

SQLite，是一款輕型的數(shù)據(jù)庫，是遵守ACID的關(guān)聯(lián)式數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)，它的設(shè)計目標(biāo)是嵌入式的，而且目前已經(jīng)在很多嵌入式產(chǎn)品中使用了它，它占用資源非常的低，在嵌入式設(shè)備中，可能只需要幾百K的內(nèi)存就夠了。它能夠支持Windows/Linux/Unix等主流的操作系統(tǒng)，同時能夠跟很多程序語言相結(jié)合。

2　基于最小條件評定原則的程序算法

依據(jù)JJG 117—2005檢定規(guī)程附錄A示例中的采取的評定算法直接變換原始數(shù)據(jù)，不需要使用計算和繪圖工具，簡便易行，但在實際操作中需要進(jìn)行多次旋轉(zhuǎn)，不熟悉者掌握起來非常困難，效率不高。本文采取計算機(jī)自動判定的算法，結(jié)合數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)自動進(jìn)行“基面轉(zhuǎn)換”，依據(jù)最小條件評定原則判定是否符合判別準(zhǔn)則，依據(jù)JJG 117—2005檢定規(guī)程中的表1得出被測平板符合的等級。

2.1　最小條件評定原理

所謂最小條件評定原則是以包容平板實際工作面且距離為最小的兩平行平面間的距離為平板工作面平面度。該平面度可按對角線評定的測量結(jié)果進(jìn)行“基面轉(zhuǎn)換”求得。經(jīng)基面轉(zhuǎn)換后，平板工作面上最高點數(shù)值與最低點數(shù)值之差作為測量結(jié)果。

2.2　符合“最小條件原則”平面度的判別準(zhǔn)則

將“基面轉(zhuǎn)換”求得的數(shù)值轉(zhuǎn)換為平面直角坐標(biāo)系，如圖1所示，依據(jù)算法得出是否符合以下準(zhǔn)則：

圖1

1)三角形準(zhǔn)則的判別

如圖1(a)所示，已知A，B，C，K4點坐標(biāo)值，若點K落在△ABC中，則必有

∠A=∠1+∠2

(1)

∠B=∠3+∠4

(2)

∠C=∠5+∠6

(3)

且∠1……∠6均不為0。若滿足式(1)～式(3)，表明可初步按三角形準(zhǔn)則轉(zhuǎn)入下一步進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。

2)直線準(zhǔn)則的判別

如果經(jīng)初判不符合三角形準(zhǔn)則，則判斷是否符合直線準(zhǔn)則。選第1高(低)點、第2高(低)和最低(高)點在XOY面上的投影為A，B，C，如圖1(b)所示，若點C落在直線AB上，則

AC+CB=AB

(4)

如果滿足式(4)，表明可初步按直線準(zhǔn)則轉(zhuǎn)入下一步進(jìn)行相應(yīng)的數(shù)據(jù)處理。

3)交叉準(zhǔn)則的判別

如果不符合直線準(zhǔn)則，則判斷是否符合交叉準(zhǔn)則。如圖1(c)第1、第2高點和第1、第2低點在XOY平面上的投影為點M、N和P、Q，其連線為初始評定直線，若同時經(jīng)過直線MN和PQ有一點K，且

(5)

如滿足式(5)，可初步按符合交叉準(zhǔn)則進(jìn)入下一個計算步驟。

3　程序框圖及三角形準(zhǔn)則判斷

圖2　程序框圖

三角形準(zhǔn)則判斷代碼：

TYPE

Tjg

Dim X As Integer

Dim Y As Integer

Dim Z As Double

End Tjg

Dim H1，H2，H3，L1,JD As Tjg

Dim kab,kac,kad,kbc As Double

Input (H1,H2,H3,L1)

kab=(H2.y-H1.y)/(H2.X-H1.x)

if (H3.x-H1.x) = 0 then

kac=(H3.x-H1.x)/(H3.y-H1.y)

else

kac=(H3.y-H1.y)/(H3.x-H1.x)

endif

kad=(L1.y-H1.y)/(H3.x-H1.x)

kbc=(H3.y-H2.y)/(H3.x-H2.x)

if (kab <> kac)AND(kad <> kbc) then

if (jsjd(H1,L1,H2,H3,JD)=0) then

if((jd.x-b.x)*(jd.x-c.x)<0)AND ((jd.x-d.x)*(a.x-d.x)<0)then

Result = True

endif

endif

endif

4　結(jié)果驗證

用本文介紹的方法，按照J(rèn)JG 117—2005檢定規(guī)程附錄A示例中圖A.2輸入對角線布點評定的偏差和平板的規(guī)格，如圖3～圖6所示。所得結(jié)果如圖6所示，與規(guī)程示例相一致。

圖3　輸入界面

圖4　選取線段界面

圖5　基面轉(zhuǎn)換界面

圖6　判斷界面

5　結(jié)束語

本文采取計算機(jī)自動判定的算法，結(jié)合數(shù)據(jù)庫可實現(xiàn)輸入數(shù)據(jù)自動進(jìn)行“基面轉(zhuǎn)換”，自動判定平板的準(zhǔn)確度等級，使得平板檢測簡單快速、減少人為誤差，實用性強(qiáng)，非常值得利用。

[1]JJG 117—2005平板.中國計量出版社，2005

[2]Steve Teixeira&Xavier Pacheco.Delphi 5 開發(fā)人員指南[M].機(jī)械工業(yè)出版社，2003

[3]許云寶.用圖解法求解評定平面度誤差的最小條件[J].計量技術(shù)，1991(1)

[4]張振宇，唐雪梅.平板平面度檢測數(shù)據(jù)的一種快速處理方法[J].計量技術(shù)，2004(2)