CN107063132B - 一种航天阀门产品形位尺寸测量方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于计算机辅助检测技术领域，具体涉及一种采用接触式的探针测头和非接触式的影像测头及激光测头对航天阀门产品形位尺寸，主要是阀门壳体阀座密封副处(距孔口小于45mm深)形位尺寸进行复合测量的方法。本发明是通过采用接触与非接触的复合测量技术，实现航天阀门壳体阀座密封副处几何尺寸，主要是距孔口小于45mm深处的形位尺寸的测量，具有非接触、高速度、自动化等优点。本发明方法对产品测量时可以解决人工测量所带来的人为误差，而且不用对产品进行刨切，即可以在不破坏零件完整性的情况下获得产品的形位尺寸。因此，研究基于接触与非接触复合测量技术的航天产品几何参数测量方法具有现实的理论意义和重大的实用价值。

Description

一种航天阀门产品形位尺寸测量方法
技术领域
本发明属于计算机辅助检测技术领域，具体涉及一种采用接触式的探针测头和非接触式的影像测头及激光测头对航天阀门产品形位尺寸，主要是阀门壳体阀座密封副处(距孔口小于45mm深)形位尺寸进行复合测量的方法。
背景技术
几何量检测技术在航天领域所起的作用相当重要。特别是关键重要的产品，如阀门壳体等，需要对其几何尺寸进行精密测量。对于航天阀门壳体阀座密封副处的几何尺寸，由于表面粗糙度要求非常严格，通常禁止采用接触式测量，传统的测量方法是剖切产品后利用万能工具显微镜进行光学影像测量。
该测量方法存在的不足是：(1)测量精确度低，稳定性较差，存在较大的人为误差；(2)对于距孔口较深的阀座密封副，在不剖切产品的测量条件下，无法实现光学影像测量；(3)现有测量方式不具备数字化与自动化测量条件，无法满足数字化制造的长远需求。
因此，依据航天阀门产品测量要求，需要针对阀门壳体阀座密封副处几何尺寸，主要是距孔口小于45mm深处的形位尺寸开展基于接触与非接触复合测量技术的研究工作。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了解决传统的航天阀门壳体阀座密封副的几何尺寸测量方法存在的测量精确度低，稳定性较差，存在较大的人为误差，不具备数字化与自动化测量条件等不足的问题，提出一种基于接触与非接触复合测量技术的航天阀门产品形位尺寸测量方法。
为了实现这一目的，本发明采取的技术方案是：
一种航天阀门产品形位尺寸测量方法，应用该方法的复合式测量仪上包括触发式测头和非接触式的影像测头及激光测头，对航天阀门壳体阀座密封副的形位尺寸进行复合测量；具体包括如下步骤：
步骤一：启动复合式测量仪，打开测量软件，安装触发式测头、光学测头和激光测头，其中触发式测头安装Φ2×40mm的红宝石测针，光学测头使用10倍率的物镜，激光测头使用TTL同轴激光；
步骤二：利用标准玻璃板和标准球分别校验触发式测头、光学测头；
步骤三：利用标准环规对触发式测头、光学测头和激光测头进行复合校验，校验后进入工作状态；
步骤四：在机器坐标系下，依据测量要求，采用触发式测头测量基准元素，完成工件坐标系的建立；
步骤五：在工件坐标系下，设置光学检测参数；
步骤六：在工件坐标系下，设置激光检测参数；
步骤七：利用测量软件计算阀座密封面处的形位误差，如垂直度、平面度等；
步骤八：打印评价报告。
进一步的，如上所述的一种航天阀门产品形位尺寸测量方法，步骤四具体为：
采用触发式测头在工件的上端面手动采集4点构造平面1建立Z轴；
在工件的内圆柱距离上端面3mm位置处的截面上手动采集4点构造圆1，将圆1的(X、Y)坐标值置零，设立X轴、Y轴原点，建立坐标系1；
在坐标系1下，开启自动测量模式，在工件的上端面均布采集8点构造平面2建立Z轴，建立坐标系2；
在坐标系2级自动测量模式下，确定工件的内圆柱距离上端面和下端面各3mm位置处为测量基准，分别自动测量在测量基准位置的圆2和圆3，连接圆2和圆3的圆心建立基准直线1；
以基准直线1建立Z轴，平面2的Z向坐标置0设立为Z轴原点，直线1的(X、Y)坐标置0设立为X轴、Y轴原点，建立坐标系3，以坐标系3作为工件坐标系。
进一步的，如上所述的一种航天阀门产品形位尺寸测量方法，步骤五中，设置光学检测参数如下：光源类型为同轴光、光强为10％～20％、聚焦时间为2s～3s、聚焦距离为1mm～2mm，使用光学镜头进行自动聚焦测量阀座密封面。
进一步的，如上所述的一种航天阀门产品形位尺寸测量方法，步骤六中，设置激光检测参数如下：激光增益为20％～30％、分辨率0.01mm～0.03mm、扫描速度0.1～0.5mm/s、滤波方式为高斯滤波，使用激光镜头自动扫描阀座密封面处轮廓。
进一步的，如上所述的一种航天阀门产品形位尺寸测量方法，步骤四具体为：
采用触发式测头在工件的上端面手动采集4点构造平面1建立Z轴；
在工件的内圆柱距离上端面3mm位置处的截面上手动采集4点构造圆1，将圆1的(X、Y)坐标值置零，设立X轴、Y轴原点，建立坐标系1；
在坐标系1下，开启自动测量模式，在工件的上端面均布采集8点构造平面2建立Z轴，建立坐标系2；
在坐标系2级自动测量模式下，确定工件的内圆柱距离上端面和下端面各3mm位置处为测量基准，分别自动测量在测量基准位置的圆2和圆3，连接圆2和圆3的圆心建立基准直线1；
以基准直线1建立Z轴，平面2的Z向坐标置0设立为Z轴原点，直线1的(X、Y)坐标置0设立为X轴、Y轴原点，建立坐标系3，以坐标系3作为工件坐标系；
步骤五中，设置光学检测参数如下：光源类型为同轴光、光强为10％～20％、聚焦时间为2s～3s、聚焦距离为1mm～2mm，使用光学镜头进行自动聚焦测量阀座密封面；
步骤六中，设置激光检测参数如下：激光增益为20％～30％、分辨率0.01mm～0.03mm、扫描速度0.1～0.5mm/s、滤波方式为高斯滤波，使用激光镜头自动扫描阀座密封面处轮廓。
本发明技术方案的有益效果在于：本发明是通过采用接触与非接触的复合测量技术，实现航天阀门壳体阀座密封副处几何尺寸，主要是距孔口小于45mm深处的形位尺寸的测量，具有非接触、高速度、自动化等优点。本发明方法对产品测量时可以解决人工测量所带来的人为误差，而且不用对产品进行刨切，即可以在不破坏零件完整性的情况下获得产品的形位尺寸。因此，研究基于接触与非接触复合测量技术的航天产品几何参数测量方法具有现实的理论意义和重大的实用价值。本发明扩大了计算机辅助检测技术的应用范围，能够应用于航天产品几何参数测量等领域。
附图说明
图1是基于接触与非接触复合测量技术的航天阀门产品形位尺寸测量方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案进行详细说明。
本发明提出了一种涉及到采用接触式的探针测头和非接触式的影像测头、激光测头对航天阀门产品形位尺寸进行复合测量的方法，如图1所示是这种基于接触与非接触复合测量技术的航天阀门产品形位尺寸测量方法的流程图，各步骤的具体说明如下：
一种航天阀门产品形位尺寸测量方法，应用该方法的复合式测量仪上包括触发式测头和非接触式的影像测头及激光测头，对航天阀门壳体阀座密封副的形位尺寸进行复合测量；具体包括如下步骤：
步骤一：启动复合式测量仪，打开测量软件，安装触发式测头、光学测头和激光测头，其中触发式测头安装Φ2×40mm的红宝石测针，光学测头使用10倍率的物镜，激光测头使用TTL同轴激光；
步骤二：利用标准玻璃板和标准球分别校验触发式测头、光学测头；
步骤三：利用标准环规对触发式测头、光学测头和激光测头进行复合校验，校验后进入工作状态；
步骤四：在机器坐标系下，依据测量要求，采用触发式测头测量基准元素，完成工件坐标系的建立；
具体为：
采用触发式测头在工件的上端面手动采集4点构造平面1建立Z轴；
在工件的内圆柱距离上端面3mm位置处的截面上手动采集4点构造圆1，将圆1的(X、Y)坐标值置零，设立X轴、Y轴原点，建立坐标系1；
在坐标系1下，开启自动测量模式，在工件的上端面均布采集8点构造平面2建立Z轴，建立坐标系2；
在坐标系2级自动测量模式下，确定工件的内圆柱距离上端面和下端面各3mm位置处为测量基准，分别自动测量在测量基准位置的圆2和圆3，连接圆2和圆3的圆心建立基准直线1；
以基准直线1建立Z轴，平面2的Z向坐标置0设立为Z轴原点，直线1的(X、Y)坐标置0设立为X轴、Y轴原点，建立坐标系3，以坐标系3作为工件坐标系。
步骤五：在工件坐标系下，设置光学检测参数如下：光源类型为同轴光、光强为10％～20％、聚焦时间为2s～3s、聚焦距离为1mm～2mm，使用光学镜头进行自动聚焦测量阀座密封面；
步骤六：在工件坐标系下，设置激光检测参数如下：激光增益为20％～30％、分辨率0.01mm～0.03mm、扫描速度0.1～0.5mm/s、滤波方式为高斯滤波，使用激光镜头自动扫描阀座密封面处轮廓。
步骤七：利用测量软件计算阀座密封面处的形位误差，如垂直度、平面度等；
步骤八：打印评价报告。

Claims (1)

1.一种航天阀门产品形位尺寸测量方法，应用该方法的复合式测量仪上包括触发式测头和非接触式的影像测头及激光测头，对航天阀门壳体阀座密封副的形位尺寸进行复合测量；
其特征在于：具体包括如下步骤：
步骤一：启动复合式测量仪，打开测量软件，安装触发式测头、光学测头和激光测头，其中触发式测头安装Φ2×40mm的红宝石测针，光学测头使用10倍率的物镜，激光测头使用TTL同轴激光；
步骤二：利用标准玻璃板和标准球分别校验触发式测头、光学测头；
步骤三：利用标准环规对触发式测头、光学测头和激光测头进行复合校验，校验后进入工作状态；
步骤四：在机器坐标系下，依据测量要求，采用触发式测头测量基准元素，完成工件坐标系的建立；
具体为：
采用触发式测头在工件的上端面手动采集4点构造平面1建立Z轴；
在工件的内圆柱距离上端面3mm位置处的截面上手动采集4点构造圆1，将圆1的(X、Y)坐标值置零，设立X轴、Y轴原点，建立坐标系1；
在坐标系1下，开启自动测量模式，在工件的上端面均布采集8点构造平面2建立Z轴，建立坐标系2；
在坐标系2级自动测量模式下，确定工件的内圆柱距离上端面和下端面各3mm位置处为测量基准，分别自动测量在测量基准位置的圆2和圆3，连接圆2和圆3的圆心建立基准直线1；
以基准直线1建立Z轴，平面2的Z向坐标置0设立为Z轴原点，直线1的(X、Y)坐标置0设立为X轴、Y轴原点，建立坐标系3，以坐标系3作为工件坐标系；
步骤五：在工件坐标系下，设置光学检测参数；
设置光学检测参数如下：光源类型为同轴光、光强为10％～20％、聚焦时间为2s～3s、聚焦距离为1mm～2mm，使用光学镜头进行自动聚焦测量阀座密封面；
步骤六：在工件坐标系下，设置激光检测参数；
设置激光检测参数如下：激光增益为20％～30％、分辨率0.01mm～0.03mm、扫描速度0.1～0.5mm/s、滤波方式为高斯滤波，使用激光镜头自动扫描阀座密封面处轮廓；
步骤七：利用测量软件计算阀座密封面处的形位误差；
步骤八：打印评价报告。
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