CN104596390B - 利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法 - Google Patents

利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及机械检测技术领域,特别是涉及到了一种利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法。本发明的利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法利用多方向检测,球心相对位置不变和6点定位的原理,通过建立公用坐标系的方法,不但解决了三坐标零件在不同工位下测得元素之间尺寸及形位置公差的计算问题,同时也解决了超测量机行程的零件在三坐标上无法进行检测,必须选择更大行程三坐标的问题。

Description

利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及机械检测技术领域,特别是涉及到了一种利用三坐标测量机实现多工 位测量元素计算的方法。
背景技术
[0002] 三坐标测量机作为机械检测行业自动化程度最高,测量范围最广的检测设备,在 机械、电子、仪表、塑胶等行业得到了广泛的使用。但是在对零件进行检测时,三坐标测量机 只能对一个工位,即一次安装下所测得的元素进行尺寸及形位公差的计算。而在实际工作 中,有许多零件其多个面上的测量元素互相之间需要计算尺寸或者形位公差,但这些元素 不能在一次安装下全部检测到,而多次装夹下测得的元素因为位置的改变,是不能进行互 相计算和评价的。例如图1-3所示的零件,零件内腔中的孔4>B、<])(:与零件上的外圆<bA有同 轴度要求,但零件如图4放置时,由于测头长度所限,内腔中的两个孔无法检测到,只能检测 到外圆<1>A;如果将零件如图5放置,则可利用测量机Z轴高低方向移动范围较大的优势检测 到内腔中的孔4) B、4> C,但外圆A却无法检测到。分别在两个工位下检测到的4> A、4> B、4) C,由于零件位置发生了改变,测得的元素是不能直接进行计算的。
发明内容
[0003] 本发明的目的在于提供一种利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法。
[0004] 为了解决上述问题,本发明的利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法 采用以下技术方案:利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法,包括以下步骤: (1)选择零件的球体安装面,在球体安装面上以三角位置装配三个测针部件,测针部件包括 测球和测杆,三个测球分别为第一球、第二球和第三球,各测球通过测杆装配在零件的球体 安装面上,选择球体安装面时,保证在多个工位下,三个测球在位置不变的情况下均可安全 检测到;(2)在第一工位下,在三个测球上分别采圆周及顶部至少5个点,确定三个球心位 置,并记住各测球位置;(3)建立零件坐标系X:将三个测球的球心构造成一个平面,建立第 一轴,再取第一球、第二球的球心构造一条直线,建立第二轴,最后把第一球定义为坐标系 的原点,轴的方向和测量机的轴向对应一致;⑷在坐标系X中,将需要与下工位测量元素进 行计算的元素进行检测;(5)调整零件的工位至第二工位,重复步骤2)、3),其中应保证三个 测球的测量方式、测量顺序、坐标系的编号、坐标轴的建立方式、坐标轴的矢量方向、原点位 置,均完全重复第一工位,无论坐标系统在测量机中编号为几,都必须将其改为坐标系X;不 管测量机轴向如何,坐标系中轴的方向都必须与第一工位一致;(6)在第二工位,测量需要 与第一工位中测量元素进行计算的元素。
[0005]所述测针部件的测杆为分体接续式的测杆,测杆的相邻段之间插接连接。
[0006] 测杆的远离测球的一端设有用于与相应零件配合的外螺纹。
[0007] 测球为标准圆球,其球径4)8〜15,球度<〇.2um。
[0008] 三个测球的球心距离球体安装面2cm之内,球心高度差不超过Iran。
[0009]步骤1)中相邻的测球之间的距离不小于2cm。
[0010]本发明的有益效果:本发明利用多方向检测,球心相对位置不变和6点定位的原 理,通过建立公用坐标系的方法,不但解决了三坐标零件在不同工位下测得元素之间尺寸 及形位置公差的计算问题,同时也解决了超测量机行程的零件在三坐标上无法进行检测, 必须选择更大行程三坐标的问题。
附图说明
[0011]图1是一种不能在一次安装下检测到全部测量元素的零件的主视图;
[0012]图2是一种不能在一次安装下检测到全部测量元素的零件的第一立体图;
[0013]图3是一种不能在一次安装下检测到全部测量元素的零件的第二立体图;
[0014]图4是不能在一次安装下检测到全部测量元素的零件的在一种测量工位下的示意 图;
[0015]图5是不能在一次安装下检测到全部测量元素的零件的在另一种侧量工位下的示 意图;
[0016]图6是本发明在对处于第一工位的零件进行检测的结构示意图;
[0017]图7是本发明在对处于第二工位的零件进行检测的结构示意图;
[0018]图8是测针部件的结构示意图。
具体实施方式
[0019]利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法的实施例,如图6-8所示,该利 用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法包括以下步骤:(1)选择零件的球体安装 面,在球体安装面上以三角位置装配三个测针部件11,测针部件包括测球和测杆丨丨丨,三个 测球分别为第一球112、第二球II3和第三球114,各测球通过测杆111装配在零件的球体安 装面上,选择球体安装面时,保证在多个工位下,三个测球在位置不变的情况下均可安全检 测至I];测杆111为分体接续式的测杆,测杆111的相邻段之间插接连接,在本实施例中,测杆 有两节,两节测杆中远离测球的一个设有用于与相应零件配合的外螺纹。测球为标准圆球, 其球径¢8〜15,球度<0.2wii,另外,要求球体表面光洁无肉眼可视瑕疵,且具有良好的 耐磨性。三个测球的球心距离球体安装面2cm之内,球心高度差不超过lmm。相邻的测球之间 的距离不小于2cm。(2)在第一工位下,在三个测球上分别采圆周及顶部至少5个点,确定三 个球心位置,并记住各测球位置;(3)建立零件坐标系X:将三个测球的球心构造成一个平 面,建立第一轴,再取第一球、第二球的球心构造一条直线,建立第二轴,最后把第一球定义 为坐标系的原点,轴的方向和测量机的轴向对应一致;⑷在坐标系X中,将需要与下工位测 量元素进行计算的元素进行检测,在本实施例中,即测量外圆<1^的轴线;(5)调整零件的工 位至第二工位,重复步骤2)、3),其中应保证三个测球的测量方式、测量顺序、坐标系的编 号、坐标轴的建立方式、坐标轴的矢量方向、原点位置,均完全重复第一工位,无论坐标系统 在测量机中编号为几,都必须将其改为坐标系X;不管测量机轴向如何,坐标系中轴的方向 都必须与第一工位一致;(6)在第二工位,测量需要与第一工位中测量元素进行计算的元 素,在本实施例中,即测量内孔㈣、C的轴线。
[0020]获得上述各测量元素后,可分别计算4) B、4) C与<l> A的同轴度。测量误差分析与计 算:该方法相对于正常的零件检测,只增加了 3个球度带来的测垔妖差。3个测琢的球皮乃 〇• 2wn,若两球之间距离为 100mm,tana = 〇. 0002/100 = 0.0〇〇〇〇127,a = 〇.4〃,即若两测球相 距100mm,在两个安装工位利用三个测球所建立的坐标系,在矢量方向会产生0.4〃的误差, 同时也说明三个测球安装位置越分散,测量误差也就越小。将此角度误差带入需要计算的 两个元素中,比如测量同轴时,被测圆和基准圆最远两个圆心之间距离为8〇mm,则由球度带 来的测量误差为At = 8〇 X tana = 0 • 2um,误差非常小。
[0021]使用该检测方法,可对尺寸超出三坐标测量行程的零件进行检测即在第一个工 位先测得-部分元素,移动零件后,在第二个工位再测量另-部分元素,两杠位下测得的 元素可直接进行尺寸或者形位置公差的计算。

Claims (6)

1.利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法,其特征在于,包括以下步骤: (1)选择零件的球体安装面,在球体安装面上以三角位置装配三个测针部件,测针部件包括 测球和测杆,三个测球分别为第一球、第二球和第三球,各测球通过测杆装配在零件的球体 安装面上,选择球体安装面时,保证在多个工位下,三个测球在位置不变的情况下均可安全 检测到;(2)在第一工位下,在三个测球上分别采集圆周及顶部至少5个点,确定三个球心位 置,并记住各测球位置;(3)建立零件坐标系X:将三个测球的球心构造成一个平面,建立第 一轴,再取弟一球、弟一球的球心构造一条直线,建立第二轴,最后把第一球定义为坐标系 的原点;(4)在坐标系X中,将需要与下工位测量元素进行计算的元素进行检测;(5)调整零 件的工位至第二工位,重复步骤(2)、(3),其中应保证三个测球的测量方式、测量顺序、坐标 系的编号、坐标轴的建立方式、坐标轴的矢量方向、原点位置,均完全重复第一工位,无论坐 标系统在测量机中编号为几,都必须将其改为坐标系X;不管测量机轴向如何,坐标系中轴 的方向都必须与第一工位一致;(6)在第二工位,测量需要与第一工位中测量元素进行计算 的元素;所述零件为四棱筒状,该四棱筒状零件底面上开设有需要测量的孔,选取该四棱筒 零件侧面为球体安装面;且该测量第一工位时选取的零件的球体安装面朝上,第二工位时, 需要测量的孔的轴线为竖直方向。
2.根据权利要求1所述的利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法,其特征 在于,所述测针部件的测杆为分体接续式的测杆,测杆的相邻段之间插接连接。
3.根据权利要求2所述的利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法,其特征 在于,测杆的远离测球的一端设有用于与相应零件配合的外螺纹。
4.根据权利要求1所述的利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法,其特征 在于,测球为标准圆球,其球径8〜<!> 15,球度<0 • 2ym。
5. 根据权利要求4所述的利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法,其特征 在于,三个测球的球心距离球体安装面2cm之内,球心高度差不超过1mm。
6. 根据权利要求1所述的利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法,其特征 在于,步骤(1)中相邻的测球之间的距离不小于2cm。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106444364A (zh) * 2015-08-11 2017-02-22 冯黎 一种基于实时测点轨迹的三坐标测点操作控制系统
CN105180872B (zh) * 2015-09-07 2018-08-17 中国科学院长春光学精密机械与物理研究所 高精度镜间隔调整环的测量方法及装置
CN109579759A (zh) * 2018-11-27 2019-04-05 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法
CN109648368B (zh) * 2019-02-14 2021-02-26 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种消除数控加工工作台回转误差的工件坐标系设置方法
CN110052881B (zh) * 2019-04-19 2021-01-26 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种复杂零件多工位转换加工基准找正方法
CN111551111B (zh) * 2020-05-13 2021-02-05 华中科技大学 一种基于标准球阵的零件特征机器人快速视觉定位方法
CN112033331B (zh) * 2020-07-28 2022-05-10 成都飞机工业(集团)有限责任公司 一种基于三坐标测针的群孔测量摆角规划方法
CN112461181B (zh) * 2020-11-16 2022-04-08 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 一种利用三坐标测量机精确测量球缺半径的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1800777A (zh) * 2004-12-31 2006-07-12 上海萨克斯动力总成部件系统有限公司 用于测量复杂曲面的三坐标机测量方法及其装置
CN102151866A (zh) * 2011-03-17 2011-08-17 西安交通大学 一种基于三球的加工中心多工位坐标统一方法
CN102225516A (zh) * 2011-06-09 2011-10-26 天津大学 一种实现夹具系统综合误差提取及确定补偿值的方法
CN102514724A (zh) * 2011-12-06 2012-06-27 南京航空航天大学 基于3-2-1随动式定位器的飞机部件位姿调整方法
WO2013068044A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Vorbereitung des betriebes eines taktil antastenden koordinatenmessgeräts
JP5600045B2 (ja) * 2010-10-12 2014-10-01 株式会社ミツトヨ 三次元測定機の校正方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1800777A (zh) * 2004-12-31 2006-07-12 上海萨克斯动力总成部件系统有限公司 用于测量复杂曲面的三坐标机测量方法及其装置
JP5600045B2 (ja) * 2010-10-12 2014-10-01 株式会社ミツトヨ 三次元測定機の校正方法
CN102151866A (zh) * 2011-03-17 2011-08-17 西安交通大学 一种基于三球的加工中心多工位坐标统一方法
CN102225516A (zh) * 2011-06-09 2011-10-26 天津大学 一种实现夹具系统综合误差提取及确定补偿值的方法
WO2013068044A1 (de) * 2011-11-10 2013-05-16 Carl Zeiss Industrielle Messtechnik Gmbh Vorbereitung des betriebes eines taktil antastenden koordinatenmessgeräts
CN102514724A (zh) * 2011-12-06 2012-06-27 南京航空航天大学 基于3-2-1随动式定位器的飞机部件位姿调整方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
夹具系统误差若干技术的研究;胡春霞;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技I辑)》;20120715(第07期);正文第10页第2.1.2节,第44-45页第5.1节,图2-2、图5-3 *
曲面测量方法研究及测量仿真;周保珍;《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技I辑)》;20090315(第03期);正文第26-27页第3.3.2节 *

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