CN102168965B - 螺旋曲面的轮廓度误差获取方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种螺旋曲面的轮廓度误差获取方法及装置,其中方法包括:通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;对多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;根据多个第二三维坐标值对螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;计算多个第一三维坐标值到理想曲面的多个最小距离;从多个最小距离中搜索获取到螺旋曲面的轮廓度误差。本发明避免了现有技术中对螺旋曲面上的测量点的三维坐标值进行大量的近似处理,从而提高了螺旋曲面的轮廓度误差的精度,使得求解螺旋曲面的轮廓度误差的过程简单有效,进一步提高了螺旋曲面的测量精度和测量效率。
Description
技术领域
本发明涉及测量技术领域,特别涉及一种螺旋曲面的轮廓度误差获取方法及装置。
背景技术
随着航空、航天、造船、汽车及模具工业的飞速发展,螺旋曲面的应用越来越广泛,进而对螺旋曲面的测量精度和测量效率要求也越来越高;由于螺旋曲面的数学模型较为复杂,因此对螺旋曲面的轮廓度误差的研究相对较少。
现有技术中通过非线性方法(例如:拟牛顿法、最速下降法)得到螺旋曲面的轮廓度误差,但是由于非线性方法由于计算复杂度较高,因此增加了螺旋曲面的轮廓度误差获取的复杂性,为了降低轮廓度误差获取的复杂性,现有技术中通过采用最小二乘法获取螺旋曲面的轮廓度误差,由于最小二乘法属于线性方法,因此大大简化了螺旋曲面的轮廓度误差获取的过程,进而提高了获取轮廓度误差的效率;但是,最小二乘法在获取螺旋曲面的轮廓度误差的过程中对螺旋曲面上的测量点的坐标值进行了近似处理,因此降低了轮廓度误差的精度。
发明内容
本发明的目的在于提供一种螺旋曲面的轮廓度误差获取方法及装置,提高获取螺旋曲面的轮廓度误差的测量精度和测量效率。
本发明实施例提供一种螺旋曲面的轮廓度误差获取方法,包括:
通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;
对所述多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
根据所述多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;
计算所述多个第一三维坐标值到所述理想曲面的多个最小距离;
从所述多个最小距离中搜索获取到所述螺旋曲面的轮廓度误差。
本发明实施例提供一种螺旋曲面的轮廓度误差获取装置,包括:
第一获取模块,用于通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;
坐标变换模块,用于对所述多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
曲面重建模块,用于根据所述多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;
计算模块,用于计算所述多个第一三维坐标值到所述理想曲面的多个最小距离;
第二获取模块,用于从所述多个最小距离中搜索获取到所述螺旋曲面的轮廓度误差。
本发明提供的螺旋曲面的轮廓度误差获取方法及装置,通过计算多个测量点相应的第一三维坐标值到理想曲面的多个最小距离,避免了现有技术中对螺旋曲面上的测量点的三维坐标值进行大量的近似处理,从而提高了螺旋曲面的轮廓度误差的精度,使得求解螺旋曲面的轮廓度误差的过程简单有效;由于避免了现有技术中采用复杂非线性方法求取螺旋曲面的轮廓度误差,从而进一步提高了螺旋曲面的测量精度和测量效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例所适用的蜗杆的螺旋曲面的示意图;
图2为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取方法一个实施例的流程示意图;
图3为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取方法又一个实施例的流程示意图;
图4为图3所示实施例步骤301获取的多个测量点的第一三维坐标值的空间分布图;
图5为图3所示实施例步骤304获取的多个测量点的经坐标变换后的第二三维坐标值的空间分布图;
图6为图3所示实施例步骤307拟合得到的重建后的理想曲面的示意图;
图7为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取装置一个实施例的结构示意图;
图8为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取装置又一个实施例的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例所适用的蜗杆的示意图,如图1所示,本发明实施例中的蜗杆10具有多个螺旋齿,在垂直于蜗杆10轴线的平面(即端面)上,螺旋齿具体可以为阿基米德螺旋线,在包含轴线的平面上的齿廓(即端面)为直线;由于本领域普通技术人员根据相关技术文献可以获取到关于阿基米德螺旋线更为详尽的描述,因此本发明实施例对阿基米德螺旋线不再进行详细描述。
此外,本发明实施例中第一世界坐标系具体可以为三坐标测量机(CMM)所在的世界坐标系,第二世界坐标系具体可以为以蜗杆为中心所建立的世界坐标系。
图2为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取方法实施例的流程示意图,如图2所示,本实施例包括如下步骤:
步骤201、通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;
步骤202、对该多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到该多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
步骤203、根据该多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;
步骤204、计算该多个第一三维坐标值到该理想曲面的多个最小距离;
步骤205、从该多个最小距离中搜索获取到该螺旋曲面的轮廓度误差。
本发明实施例提供的螺旋曲面的轮廓度误差获取方法,通过计算多个测量点相应的第一三维坐标值到理想曲面的多个最小距离,避免了现有技术中对螺旋曲面上的测量点的三维坐标值进行大量的近似处理,从而提高了螺旋曲面的轮廓度误差的精度,使得求解螺旋曲面的轮廓度误差的过程简单有效;由于避免了现有技术中采用复杂非线性方法求取螺旋曲面的轮廓度误差,从而进一步提高了螺旋曲面的测量精度和测量效率。
图3为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取方法又一个实施例的流程示意图,如图3所示,本实施例包括如下步骤:
步骤301、通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;
步骤302、获取第二世界坐标系与第一世界坐标系中的平面坐标系相垂直的第一坐标轴的夹角角度值;
步骤303、获取第二世界坐标系与第一世界坐标系之间的平移向量;
步骤304、根据多个第一三维坐标值、夹角角度值以及平移向量获取所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
步骤305、根据多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值获取所述蜗杆的导程和齿形角;
步骤306、根据导程和齿形角获取蜗杆的齿面方程,并对该齿面方程进行拟合得到重建后的理想曲面;
步骤307、沿理想曲面的坐标轴方向均匀获取多个目标点;
步骤308、计算该多个测量点中的每一个测量点对应的该第一三维坐标值与该多个目标点的坐标之间的多个第一距离值;
步骤309、根据该多个第一距离值获取该多个测量点中的每一个测量点对应的最小距离;
步骤310、从该多个最小距离中搜索获取到该螺旋曲面的轮廓度误差。
为了更清楚的说明图3所示实施例的技术方案,下面结合图4~图6对图3所示实施例进行详细描述,其中,图4为图3所示实施例步骤301获取的多个测量点的第一三维坐标值的空间分布图,图5为图3所示实施例步骤304获取的多个测量点的经坐标变换后的第二三维坐标值的空间分布图,图6为图3所示实施例步骤307拟合得到的重建后的理想曲面的示意图;本发明实施例以蜗杆具体为阿基米德蜗杆为例进行示例性说明。
具体地,在上述图3所示实施例的步骤301中,通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;本发明实施例为描述方便,将通过三坐标测量机获取到的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值用P={Pj=(xj,yj,zj)|j=1,2,…,m}表示,其中,(xj,yj,zj)表示第j个测量点在第一世界坐标系中的x、y、z坐标轴方向的第一三维坐标值,m表示多个测量点具体的个数;例如:用三坐标测量机(CMM)对阿基米德蜗杆的螺旋曲面测得了m等于1200个测量点,该1200个测量点的第一三维坐标值的空间分布图如图4所示;此外,为了能够使本发明实施例更容易理解,表1示出了其中的20个测量点的第一三维坐标值。
表1 20个测量点的第一三维坐标值
个数(No.) | x(mm) | y(mm) | z(mm) |
1 | 274.8025 | 205.804 | 482.7485 |
2 | 279.5126 | 203.0655 | 482.1794 |
3 | 283.9919 | 200.717 | 482.1008 |
4 | 273.8707 | 204.1334 | 482.0967 |
5 | 279.0728 | 202.917 | 482.0714 |
6 | 280.2057 | 202.4805 | 482.0638 |
7 | 285.0901 | 199.8804 | 482.0562 |
8 | 271.5841 | 204.1105 | 482.0436 |
9 | 272.5734 | 204.0656 | 482.0356 |
10 | 278.7237 | 202.359 | 481.8284 |
11 | 287.3867 | 197.3159 | 481.8184 |
12 | 291.4342 | 175.3713 | 479.6945 |
13 | 291.3936 | 176.4949 | 479.6909 |
14 | 288.8324 | 168.5924 | 479.0378 |
15 | 288.3413 | 168.5919 | 478.8582 |
16 | 287.496 | 166.9909 | 478.7264 |
17 | 287.8508 | 168.5919 | 478.6794 |
18 | 287.6623 | 167.9162 | 478.6794 |
19 | 287.8442 | 168.5919 | 478.677 |
20 | 287.711 | 168.6233 | 478.6248 |
在上述步骤302~步骤304中,由于在实际测量中,三坐标测量机所在的第一世界坐标系与蜗杆所在的第二世界坐标系并不一致,因此需要将第一世界坐标系与第二世界坐标系进行坐标转换;在蜗杆具体为阿基米德蜗杆的情况下,阿基米德蜗杆的齿面为阿基米德螺旋面,其方程可表示为其中,(x,y,z)为螺旋曲面上的点坐标值,r为螺旋面坐标点的半径,θ为螺旋运动转角,p为螺旋参数,p=pz/2π,pz为导程,b=tanα,α为轴向齿形角;在将蜗杆视为理想的刚性物体并作刚性运动时,蜗杆的形状和大小保持不变,因此可通过一个平移向量与一个旋转量建立第一世界坐标系与第二世界坐标系之间的坐标转换关系;例如:本发明实施例为了简化数据的后续处理,在步骤301通过三坐标测量机采集测量点的第一三维坐标值时,所建立的第一世界坐标系中,保持z轴与蜗杆的螺旋曲面的旋转轴平行,此时,在第一世界坐标系的z坐标轴方向上,可仅考虑平移向量,因此本发明实施例中的第一世界坐标系与第二世界坐标系之间可通过公式确定,其中,(x,y,z)为第一世界坐标系中的x、y、z坐标轴方向的第一三维坐标值,(x′,y′,z′)为第二世界坐标系中的x′、y′、z′坐标轴方向的第二三维坐标值,β为第一世界坐标系中的平面坐标系(本发明实施例具体为xoy平面坐标系)绕第一坐标轴(本发明实施例具体为z轴)旋转的夹角角度值,(x0,y0,z0)为第二世界坐标系的坐标原点到第一世界坐标系的坐标原点的平移向量。由公式可知,在第二世界坐标系下,阿基米德螺旋面方程可表示为公式进而可以得到公式其中,θ′=θ+β,并且,θ′表示转换后的螺旋运动转角。θ′表示转换后的螺旋运动转角,z′0表示转换后的包含有螺旋运动的平移量和旋转量。
因此,将多个第一三维坐标值用P={Pj=(xj,yj,zj)|j=1,2,…,m},经过上述坐标变换以后可以得到多个第二三维坐标值P′={P′j=(x′j,y′j,z′j)|j=1,2,…,m},其中,(x′j,y′j,z′j)表示第j个测量点在第二世界坐标系中的x′、y′、z′坐标轴方向的第二三维坐标值,m表示多个测量点具体的个数。
与上述表1所示的20个测量点的第一三维坐标值相对应,表2为20个测量点经过坐标转换后的第二三维坐标值。
表2 20个测量点的第二三维坐标值
No. | x′ | y′ | z′ |
1 | 14.7739 | -21.6335 | 4.6714 |
2 | 9.9923 | -22.793 | 4.6825 |
3 | 19.3157 | -19.2546 | 4.7503 |
4 | 9.0505 | -22.7214 | 4.7535 |
5 | 14.3293 | -21.487 | 4.7793 |
6 | 15.4783 | -21.0443 | 4.787 |
7 | 20.4294 | -18.408 | 4.7949 |
8 | 6.7288 | -22.7013 | 4.8063 |
9 | 7.7336 | -22.6556 | 4.8144 |
10 | 13.9785 | -20.9301 | 5.0221 |
11 | 22.7616 | -15.8159 | 5.0328 |
12 | 26.9289 | 6.3895 | 7.1566 |
13 | 26.888 | 5.2510 | 7.1602 |
14 | 24.3156 | 13.2612 | 7.8134 |
15 | 23.8244 | 13.2634 | 7.9929 |
16 | 22.9721 | 14.8874 | 8.1247 |
17 | 23.3337 | 13.2653 | 8.1716 |
18 | 23.1424 | 13.9502 | 8.1716 |
19 | 23.3271 | 13.2654 | 8.174 |
20 | 23.194 | 13.2341 | 8.2261 |
在上述步骤305和步骤306中,由于多个测量点均在阿基米德螺旋曲面上,因此测量点的第二世界坐标系下的第二三维坐标值满足方程其中j=1,2,…,m,m为测量点的个数,为了拟合得到测量点所在的理想曲面,可以根据多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值获取该蜗杆的导程和齿形角,根据导程和齿形角获取蜗杆的齿面方程,对齿面方程进行拟合得到重建后的理想曲面;具体地,可以将多个测量点在第二世界坐标系中的位置按照四个象限进行分类。
第j个测量点对应的转换后的螺旋运动转角θ′j的计算公式具体为其中,Flg为测量点所在的周期。由公式可知,对采集的多个测量点应满足公式其中i=1、2、…、m,写成矩阵形式可得A·X=B,其中 因此可计算出导程Pz=2π*p,齿形角α=atan(b)。
进一步地,将所求得的导程与齿形角代入到阿基米德螺旋面的理论方程中,即可得到蜗杆的齿面理论方程,该蜗杆的齿面理论方程对应的曲面即为本发明实施例中的重建后的理想曲面。
上述步骤307~步骤309中,在理想曲面上获取多个目标点,例如:在理论曲面上先沿参数u、w方向均匀分布mu×mw个目标点,即P={pi,j=(ui,wj)|i=1,2,…,mu;j=1,2,…,mw},其中,mu、mw的取值可根据理论轮廓曲面的复杂程度进行选择;则第一世界坐标系中第j个测量点(xj,yj,zj)到理想曲面上的mu×mw个目标点之间的距离可通过公式得到mu×mw第一距离值,其中,对该mu×mw个第一距离值中找到该第j个测量点(xj,yj,zj)对应最小值,该最小值极为第j个测量点(xj,yj,zj)到理想曲面的最小距离;类似地,可以得到多个测量点中的每一个测量点对应的最小距离;
与上述表1所示的20个测量点的第一三维坐标值和表2所示的20个测量点经过坐标转换后的第二三维坐标值相对应,表3为该20个测量点对应的最小距离。
表3 20个测量点的最小距离
No. | 最小距离(mm) | No. | 最小距离(mm) |
1 | 0.0030 | 11 | 0.0035 |
2 | 0.0036 | 12 | 0.0026 |
3 | 0.0027 | 13 | 0.0044 |
4 | 0.0037 | 14 | 0.0018 |
5 | 0.0035 | 15 | 0.0007 |
6 | 0.0039 | 16 | 0.0015 |
7 | 0.0031 | 17 | 0.0002 |
8 | 0.0005 | 18 | 0.0016 |
9 | 0.0015 | 19 | 0.0002 |
10 | 0.0047 | 20 | 0.0005 |
上述步骤310中,通过从该多个最小距离{djmin |j=1,2,…,m}中获取最大值dmax,最大值的两倍2dmax即为本发明实施例中的螺旋曲面的轮廓度误差r,即r=2dmax=2max{djmin |j=1,2,…,m};例如:上述表3中多个最小距离的最大值为0.0047,因此可以得到轮廓度误差为2×0.0047=0.0094。
本发明实施例提供的螺旋曲面的轮廓度误差获取方法,通过计算多个测量点相应的第一三维坐标值到理想曲面的多个最小距离,避免了现有技术中对螺旋曲面上的测量点的三维坐标值进行大量的近似处理,从而提高了螺旋曲面的轮廓度误差的精度,使得求解螺旋曲面的轮廓度误差的过程简单有效;由于避免了现有技术中采用复杂非线性方法求取螺旋曲面的轮廓度误差,从而进一步提高了螺旋曲面的测量精度和测量效率。
为了更清楚地理解本发明实施例的技术效果,表4给出了本发明实施例与现有技术中的最小二乘法计算得到的最小距离与轮廓度误差。
表4本发明实施例与最小二乘法的结果比较
与上述表1~表3相对应,表4得到的最小距离的最大值为:dmax=0.0047mm,因此所得到的轮廓度误差为:r=dmax×2=0.0094mm。
通过上述表4可知,通过本发明实施例进行复杂的螺旋曲面轮廓度误差评定,不仅优于最小二乘法获得了较高的精度,而且符合最小区域评定标准。
图7为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取装置一个实施例的结构示意图,本发明实施例可以实现上述图2和图3所示实施例的方法流程;如图7所示,本发明实施例包括:第一获取模块71、坐标变换模块72、曲面重建模块73、计算模块74、第二获取模块75;
其中,第一获取模块71通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;坐标变换模块72对所述多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;曲面重建模块73根据所述多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;计算模块74计算所述多个第一三维坐标值到所述理想曲面的多个最小距离;第二获取模块75从所述多个最小距离中获取所述螺旋曲面的轮廓度误差。
本发明实施例提供的螺旋曲面的轮廓度误差获取装置,通过计算模块74计算多个测量点相应的第一三维坐标值到理想曲面的多个最小距离,避免了现有技术中对螺旋曲面上的测量点的三维坐标值进行大量的近似处理,从而提高了螺旋曲面的轮廓度误差的精度,使得求解螺旋曲面的轮廓度误差的过程简单有效;由于避免了现有技术中采用复杂非线性方法求取螺旋曲面的轮廓度误差,从而进一步提高了螺旋曲面的测量精度和测量效率。
图8为本发明螺旋曲面的轮廓度误差获取装置又一个实施例的结构示意图,本发明实施例可以实现上述图2和图3所示实施例的方法流程;如图8所示,本发明实施例包括:本发明实施例包括:第一获取模块81、坐标变换模块82、曲面重建模块83、计算模块84、第二获取模块85;
其中,第一获取模块81通过三坐标测量机获取蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;坐标变换模块82对所述多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;曲面重建模块83根据所述多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;计算模块84计算所述多个第一三维坐标值到所述理想曲面的多个最小距离;第二获取模块85从所述多个最小距离中获取所述螺旋曲面的轮廓度误差。
进一步地,坐标变换模块82包括:第一获取单元821、第二获取单元822、第三获取单元823;其中,第一获取单元821获取第二世界坐标系与所述第一世界坐标系中的平面坐标系相垂直的第一坐标轴的夹角角度值;第二获取单元822获取所述第二世界坐标系与所述第一世界坐标系之间的平移向量;第三获取单元823根据所述多个第一三维坐标值、夹角角度值以及所述平移向量获取所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
进一步地,曲面重建模块83包括:第四获取单元831、拟合单元832;其中,第四获取单元831根据所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值获取所述蜗杆的导程和齿形角;拟合单元832根据所述导程和齿形角获取所述蜗杆的齿面方程,并对所述齿面方程进行拟合得到重建后的理想曲面;
进一步地,计算模块84包括:第五获取单元841、计算单元842、第六获取单元843;其中,第五获取单元841沿所述理想曲面的坐标轴方向均匀获取多个目标点;计算单元842计算所述多个测量点中的每一个测量点对应的所述第一三维坐标值与所述多个目标点的坐标之间的多个第一距离值;第六获取单元843根据所述多个第一距离值获取所述多个测量点中的每一个测量点对应的最小距离。
第六获取单元843还可以包括计算子单元和获取子单元;其中,计算子单元,用于计算所述多个第一距离值中的每一个距离值相对应的目标点的邻域内的点坐标与该目标点相对应的测量点之间的距离,得到多个第二距离值;获取子单元,用于从所述多个第二距离值中获取所述多个测量点中的每一测量点对应的最小距离。
本发明实施例提供的螺旋曲面的轮廓度误差获取装置,通过计算模块84计算多个测量点相应的第一三维坐标值到理想曲面的多个最小距离,避免了现有技术中对螺旋曲面上的测量点的三维坐标值进行大量的近似处理,从而提高了螺旋曲面的轮廓度误差的精度,使得求解螺旋曲面的轮廓度误差的过程简单有效;由于避免了现有技术中采用复杂非线性方法求取螺旋曲面的轮廓度误差,从而进一步提高了螺旋曲面的测量精度和测量效率。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到,为描述的方便和简洁,上述描述的系统、设备、模块和单元的具体工作过程,可以参考前述方法实施例中的对应过程,在此不再赘述。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (6)
1.一种螺旋曲面的轮廓度误差获取方法,其特征在于,包括:
通过三坐标测量机获取阿基米德蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;
对所述多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
根据所述多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;
计算所述多个第一三维坐标值到所述理想曲面的多个最小距离;
从所述多个最小距离中搜索获取到所述螺旋曲面的轮廓度误差;
其中,所述对所述多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值包括:
获取第二世界坐标系与所述第一世界坐标系中的平面坐标系相垂直的第一坐标轴的夹角角度值;
获取所述第二世界坐标系与所述第一世界坐标系之间的平移向量;
根据所述多个第一三维坐标值、夹角角度值以及所述平移向量获取所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
其中,所述根据所述多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面包括:
根据所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值获取所述阿基米德蜗杆的导程和齿形角;
根据所述导程和齿形角获取所述蜗杆的齿面方程,并对所述齿面方程进行拟合得到重建后的理想曲面。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述计算所述多个第一三维坐标值到所述理想曲面的多个最小距离包括:
沿所述理想曲面的坐标轴方向均匀获取多个目标点;
计算所述多个测量点中的每一个测量点对应的所述第一三维坐标值与所述多个目标点的坐标之间的多个第一距离值;
根据所述多个第一距离值获取所述多个测量点中的每一个测量点对应的最小距离。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述根据所述多个第一距离值获取所述多个测量点中的每一个测量点对应的最小距离的步骤包括:
计算所述多个第一距离值中的每一个距离值相对应的目标点的邻域内的点坐标与该目标点相对应的测量点之间的距离,得到多个第二距离值;
从所述多个第二距离值中获取所述多个测量点中的每一测量点对应的最小距离。
4.一种曲面轮廓度的误差获取装置,其特征在于,包括:
第一获取模块,用于通过三坐标测量机获取阿基米德蜗杆的螺旋曲面上的多个测量点在第一世界坐标系中的多个第一三维坐标值;
坐标变换模块,用于对所述多个第一三维坐标值进行坐标变换,得到所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
曲面重建模块,用于根据所述多个第二三维坐标值对所述螺旋曲面进行重建,得到重建后的理想曲面;
计算模块,用于计算所述多个第一三维坐标值到所述理想曲面的多个最小距离;
第二获取模块,用于从所述多个最小距离中搜索获取到所述螺旋曲面的轮廓度误差;
其中,所述坐标变换模块包括:
第一获取单元,用于获取第二世界坐标系与所述第一世界坐标系中的平面坐标系相垂直的第一坐标轴的夹角角度值;
第二获取单元,用于获取所述第二世界坐标系与所述第一世界坐标系之间的平移向量;
第三获取单元,用于根据所述多个第一三维坐标值、夹角角度值以及所述平移向量获取所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值;
其中,所述曲面重建模块包括:
第四获取单元,用于根据所述多个测量点在第二世界坐标系中的多个第二三维坐标值获取所述阿基米德蜗杆的导程和齿形角;
拟合单元,用于根据所述导程和齿形角获取所述阿基米德蜗杆的齿面方程,并对所述齿面方程进行拟合,得到所述阿基米德蜗杆的齿面理论方程,所述阿基米德蜗杆的齿面理论方程对应的曲面即为重建后的理想曲面。
5.根据权利要求4所述的装置,其特征在于,所述计算模块包括:
第五获取单元,用于沿所述理想曲面的坐标轴方向均匀获取多个目标点;
计算单元,用于计算所述多个测量点中的每一个测量点对应的所述第一三维坐标值与所述多个目标点的坐标之间的多个第一距离值;
第六获取单元,用于根据所述多个第一距离值获取所述多个测量点中的每一个测量点对应的最小距离。
6.根据权利要求5所述的装置,其特征在于,所述第六获取单元包括:
计算子单元,用于计算所述多个第一距离值中的每一个距离值相对应的目标点的邻域内的点坐标与该目标点相对应的测量点之间的距离,得到多个第二距离值;
获取子单元,用于从所述多个第二距离值中获取所述多个测量点中的每一测量点对应的最小距离。
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