CN109579759A - 一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法 - Google Patents
一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN109579759A CN109579759A CN201811426536.4A CN201811426536A CN109579759A CN 109579759 A CN109579759 A CN 109579759A CN 201811426536 A CN201811426536 A CN 201811426536A CN 109579759 A CN109579759 A CN 109579759A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- measurement
- coordinate system
- standard
- standard component
- precision
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G01—MEASURING; TESTING
- G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
- G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
- G01B21/02—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness
- G01B21/04—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring length, width, or thickness by measuring coordinates of points
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- A Measuring Device Byusing Mechanical Method (AREA)
Abstract
本发明属于计量检测领域，具体涉及一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法。技术方案如下：在三坐标测量机工作台上以三个标准球的球心为基准建立稳定的坐标系，在同一坐标系下对被测高精度超长标准件进行两次分段测量，每次测量时应使所述坐标系及高精度超长标准件的某一被测面同在三坐标测量机的有效测量范围内，两次测量时所述坐标系方向和位置保持一致，通过三坐标测量软件进行坐标系最佳拟合，使两次测量的被测元素数据建立在拟合后的统一的坐标系下，得到测量结果。本发明采用在1m测量范围的三坐标测量机上，利用二次坐标拟合法测量高精度超长标准件，其测量不确定度满足图纸技术要求，保证了检测质量。
Description
技术领域
本发明属于计量检测领域，具体涉及一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法。
背景技术
国内外检测大尺寸工件的测量设备较多，如激光跟踪仪、蓝光拍照测量仪、三坐标测量机、关节臂等，但对于1米以上、公差为0.01mm的超长标准件的高精度三维测量，只能采用高精度大型三坐标测量机。
目前,采用最先进的大型高精度三坐标测量机进行测量时，其最大允许误差为(2.8+L/350)μm，按1.4m长度尺寸计算，其最大允许误差为6.8μm，其测量精度不能满足被测标准件公差±0.005mm的1/3要求，测量要求如附图1所示。
现阶段存在的问题：①采用1m以下范围的高精度三坐标测量时,其最大允许误差(0.4+L/1000)μm，测量精度满足要求,但测量范围不够；②采用大型高精度三坐标测量时，其最大允许误差(2.8+L/350)μm,测量范围虽然满足要求,但测量精度不满足要求。
标准件长度尺寸是保证产品加工质量的关键参数，加工过程中需要按标准件给出的实测值进行测量和修正。因此，研究设计超长标准件的检测方案，制定检测装置和方法，对于提高标准件检测质量，保证产品加工质量具有非常重要的意义。
发明内容
本发明提供一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，采用在1m测量范围的三坐标测量机上，利用二次坐标拟合法测量高精度超长标准件，其测量不确定度满足图纸技术要求，保证了高精度超长标准件的检测质量。
本发明的技术方案如下：
一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，在三坐标测量机工作台上以三个标准球的球心为基准建立稳定的坐标系，在同一坐标系下对被测高精度超长标准件进行两次分段测量，每次测量时应使所述坐标系及高精度超长标准件的某一被测面同在三坐标测量机的有效测量范围内，两次测量时所述坐标系方向和位置保持一致，通过三坐标测量软件进行坐标系最佳拟合，使两次测量的被测元素数据建立在拟合后的统一的坐标系下，得到测量结果。
所述的二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，具体包括如下步骤：
1)测量前准备：选取三个标准球和一个孔板，将所述孔板安装在三坐标测量机工作台上，将标准球放置在所述孔板的安装孔处，并将被测高精度超长标准件固定安装于所述孔板之上；三个标准球对称处于高精度超长标准件的中部；高精度超长标准件的被测端面与标准球距离小于三坐标测量机测量范围；
2)测针校验：选配标准竖直向下测针，调取测头校验程序，进行测头校验，储存并校正测头误差；
3)建立坐标系：以三个标准球构成的平面建立第一基准；以球二和球三中心连线构建第二基准；以球一中心设置坐标原点，建立坐标系；
4)被测元素的测量：第一次测量的被测元素为：三个标准球中心坐标、高精度超长标准件的基准面一和测量面一；第二次测量的被测元素为：三个标准球中心坐标、高精度超长标准件的基准面二和测量面二；
5)被测元素数据的拟合：在三坐标测量软件中对第一次测量、第二次测量进行坐标系拟合，使两次测量的被测元素数据建立在拟合后的统一坐标系下，合成为同一整体；在同一整体下，以基准面一、基准面二构建统一坐标系的基准一，以测量面一、测量面二建立统一坐标系的基准二，重新建立评价参数坐标系；将基准一平移至技术要求中高精度超长标准件的被测位置，基准一所处的平面与高精度超长标准件的两端被测斜面相交，形成两条直线；
6)计算出测量结果：沿两条直线在高精度超长标准件宽度范围内选前、中、后三个位置评价出高精度超长标准件的被测长度值；重复进行三次测量，计算出平均值即为测量结果。
所述的二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，其优选方案为，所述孔板上设有纵横有序排列的安装孔，所述孔板外形尺寸为300mm×400mm。
所述的二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，其优选方案为，由于所建坐标系与被测面上的点矢量方向不垂直，被测元素数据以点的形式保存时，在进行综合评定结果时会造成余弦误差；单次测量以平面的形式进行数据保存或微平面法进行取点保存，在两次测量综合评定结果时会减小余弦误差，以避免矢量问题造成的余弦误差，从而提高测量精度。
本发明的有益效果为：采用在1m测量范围的三坐标测量机上，利用二次坐标拟合法测量高精度超长标准件，其测量不确定度满足图纸技术要求，保证了高精度超长标准件的检测质量。
附图说明
图1为高精度超长标准件测量要求示意图；
图2为孔板结构图；
图3为三个标准球、孔板、高精度超长标准件安装关系示意图；
图4为两次测量的被测元素位置示意图。
具体实施方式
如图1所示，1.4m高精度超长标准件，在1m测量范围的高精度三坐标测量机上，利用二次坐标拟合法进行测量，具体包括如下步骤：
1)测量前准备：选取三个标准球8和一个孔板6，如图2所示，所述孔板6上设有纵横有序排列的安装孔7，所述孔板6外形尺寸为300mm×400mm；将所述孔板6安装在三坐标测量机工作台上，将标准球8放置在所述孔板6的安装孔7处，并将被测高精度超长标准件1固定安装于所述孔板6之上；三个标准球8对称处于高精度超长标准件1的中部；高精度超长标准件1的被测端面与标准球8距离小于三坐标测量机测量范围；
2)测针校验：选配标准竖直向下测针，测针选配短测杆及小径测球，调取测头校验程序，进行测头校验，储存并校正测头误差；
3)建立坐标系：以三个标准球8构成的平面建立第一基准；以球二和球三中心连线构建第二基准；以球一中心设置坐标原点，建立坐标系；
4)被测元素的测量：第一次测量的被测元素为：三个标准球8中心坐标、高精度超长标准件1的基准面一2和测量面一4；第二次测量的被测元素为：三个标准球8中心坐标、高精度超长标准件1的基准面二3和测量面二5；
5)被测元素数据的拟合：在三坐标测量软件中对第一次测量、第二次测量进行坐标系拟合，使两次测量的被测元素数据建立在拟合后的统一坐标系下，合成为同一整体；由于所建坐标系与被测面上的点矢量方向不垂直，被测元素数据以点的形式保存时，在进行综合评定结果时会造成余弦误差；在不必以测点方式进行数据保存时，单次测量以平面的形式进行数据保存；在必须以测点方式进行数据保存时，以微平面法进行取点保存，在两次测量综合评定结果时会减小余弦误差，以避免矢量问题造成的余弦误差，从而提高测量精度；在同一整体下，以基准面一2、基准面二3构建统一坐标系的基准一，以测量面一4、测量面二5建立统一坐标系的基准二，重新建立评价参数坐标系；将基准一平移至技术要求中高精度超长标准件1的被测位置，基准一所处的平面与高精度超长标准件1的两端被测斜面相交，形成两条直线；
6)计算出测量结果：沿两条直线在高精度超长标准件1宽度范围内选前、中、后三个位置评价出高精度超长标准件1的被测长度值；重复进行三次测量，计算出平均值即为测量结果。
本发明以至少三个固定点所建的坐标系进行拟合及关联，以标准球中心点建立坐标系，其重复性、稳定性高，由于采用了高精度测量设备，其探测误差仅为0.4μm；通过三坐标测量软件进行两次坐标系最佳拟合，设置坐标拟合误差不大于0.5μm；经过与标准量块测量精度比对试验和测量不确定度分析，其测量不确定度为2.9μm，达到小于预期不确定度指标3.3μm要求，该测量方法可以满足1.4m标准件公差0.01mm的检测要求。
Claims (4)
1.一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，其特征在于，在三坐标测量机工作台上以三个标准球的球心为基准建立稳定的坐标系，在同一坐标系下对被测高精度超长标准件进行两次分段测量，每次测量时应使所述坐标系及高精度超长标准件的某一被测面同在三坐标测量机的有效测量范围内，两次测量时所述坐标系方向和位置保持一致，通过三坐标测量软件进行坐标系最佳拟合，使两次测量的被测元素数据建立在拟合后的统一的坐标系下，得到测量结果。
2.根据权利要求1所述的二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：
1)测量前准备：选取三个标准球和一个孔板，将所述孔板安装在三坐标测量机工作台上，将标准球放置在所述孔板的安装孔处，并将被测高精度超长标准件固定安装于所述孔板之上；三个标准球对称处于高精度超长标准件的中部；高精度超长标准件的被测端面与标准球距离小于三坐标测量机测量范围；
2)测针校验：选配标准竖直向下测针，调取测头校验程序，进行测头校验，储存并校正测头误差；
3)建立坐标系：以三个标准球构成的平面建立第一基准；以球二和球三中心连线构建第二基准；以球一中心设置坐标原点，建立坐标系；
4)被测元素的测量：第一次测量的被测元素为：三个标准球中心坐标、高精度超长标准件的基准面一和测量面一；第二次测量的被测元素为：三个标准球中心坐标、高精度超长标准件的基准面二和测量面二；
5)被测元素数据的拟合：在三坐标测量软件中对第一次测量、第二次测量进行坐标系拟合，使两次测量的被测元素数据建立在拟合后的统一坐标系下，合成为同一整体；在同一整体下，以基准面一、基准面二构建统一坐标系的基准一，以测量面一、测量面二建立统一坐标系的基准二，重新建立评价参数坐标系；将基准一平移至技术要求中高精度超长标准件的被测位置，基准一所处的平面与高精度超长标准件的两端被测斜面相交，形成两条直线；
6)计算出测量结果：沿两条直线在高精度超长标准件宽度范围内选前、中、后三个位置评价出高精度超长标准件的被测长度值；重复进行三次测量，计算出平均值即为测量结果。
3.根据权利要求2所述的二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，其特征在于，所述孔板上设有纵横有序排列的安装孔，所述孔板外形尺寸为300mm×400mm。
4.根据权利要求2所述的二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法，其特征在于，由于所建坐标系与被测面上的点矢量方向不垂直，被测元素数据以点的形式保存时，在进行综合评定结果时会造成余弦误差；单次测量以平面的形式进行数据保存或微平面法进行取点保存，在两次测量综合评定结果时会减小余弦误差，以避免矢量问题造成的余弦误差，从而提高测量精度。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811426536.4A CN109579759A (zh) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | 一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201811426536.4A CN109579759A (zh) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | 一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN109579759A true CN109579759A (zh) | 2019-04-05 |
Family
ID=65924485
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201811426536.4A Pending CN109579759A (zh) | 2018-11-27 | 2018-11-27 | 一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN109579759A (zh) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112066839A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-11 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种1.5m长度标准件的高精度检测方法 |
| CN112254605A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-22 | 河北华北柴油机有限责任公司 | 一种柴油发动机飞轮壳止口及端面形位公差的检测方法 |
| CN112308890A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-02 | 西北工业大学 | 一种标准球辅助的工业ct测量坐标系可靠配准方法 |
| CN114152230A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-08 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 一种圆柱滚子轴承方孔保持架兜孔周向位置度测量方法 |
| CN114211200A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-22 | 宝武集团马钢轨交材料科技有限公司 | 一种高精度车轮辐板孔加工方法 |
| US20220397387A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-15 | Disco Corporation | Operation accuracy measuring method |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN103925854A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-16 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种基于三维坐标转换原理的导弹水平测量方法 |
| CN104501753A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 北方民族大学 | 一种新型特大型齿轮在位测量方法 |
| CN104596390A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-05-06 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法 |
| CN107990856A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-05-04 | 北京新立机械有限责任公司 | 一种超量程工件的空间位置误差检测方法 |
| CN108444419A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-08-24 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | 实现三坐标设备联机测量系统以及方法 |
| CN108827200A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-11-16 | 大连理工大学 | 一种船体分段智能检测系统及方法 |
-
2018
- 2018-11-27 CN CN201811426536.4A patent/CN109579759A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| 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 |
| CN103925854A (zh) * | 2014-04-03 | 2014-07-16 | 北京星航机电装备有限公司 | 一种基于三维坐标转换原理的导弹水平测量方法 |
| CN104596390A (zh) * | 2014-10-28 | 2015-05-06 | 中国航空工业集团公司洛阳电光设备研究所 | 利用三坐标测量机实现多工位测量元素计算的方法 |
| CN104501753A (zh) * | 2014-12-30 | 2015-04-08 | 北方民族大学 | 一种新型特大型齿轮在位测量方法 |
| CN107990856A (zh) * | 2017-10-31 | 2018-05-04 | 北京新立机械有限责任公司 | 一种超量程工件的空间位置误差检测方法 |
| CN108444419A (zh) * | 2018-02-01 | 2018-08-24 | 阿尔特汽车技术股份有限公司 | 实现三坐标设备联机测量系统以及方法 |
| CN108827200A (zh) * | 2018-04-23 | 2018-11-16 | 大连理工大学 | 一种船体分段智能检测系统及方法 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| 陈锋 等: "《实现超长零件测量的三坐标测量机辅助设备研制及检测方法研究》", 《机电工程》 * |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112066839A (zh) * | 2020-09-17 | 2020-12-11 | 中国航发沈阳黎明航空发动机有限责任公司 | 一种1.5m长度标准件的高精度检测方法 |
| CN112254605A (zh) * | 2020-10-10 | 2021-01-22 | 河北华北柴油机有限责任公司 | 一种柴油发动机飞轮壳止口及端面形位公差的检测方法 |
| CN112308890A (zh) * | 2020-10-29 | 2021-02-02 | 西北工业大学 | 一种标准球辅助的工业ct测量坐标系可靠配准方法 |
| CN112308890B (zh) * | 2020-10-29 | 2023-04-21 | 西北工业大学 | 一种标准球辅助的工业ct测量坐标系可靠配准方法 |
| US20220397387A1 (en) * | 2021-06-15 | 2022-12-15 | Disco Corporation | Operation accuracy measuring method |
| CN114211200A (zh) * | 2021-11-04 | 2022-03-22 | 宝武集团马钢轨交材料科技有限公司 | 一种高精度车轮辐板孔加工方法 |
| CN114211200B (zh) * | 2021-11-04 | 2023-04-14 | 宝武集团马钢轨交材料科技有限公司 | 一种高精度车轮辐板孔加工方法 |
| CN114152230A (zh) * | 2021-11-29 | 2022-03-08 | 中国航发哈尔滨轴承有限公司 | 一种圆柱滚子轴承方孔保持架兜孔周向位置度测量方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN109579759A (zh) | 一种二次坐标拟合测量法检测高精度超长标准件的方法 | |
| CN107990856B (zh) | 一种超量程工件的空间位置误差检测方法 | |
| CN209559225U (zh) | 一种监测仪器用数显大量程三向原位检验装置 | |
| CN102506689B (zh) | 一种基于测长仪的高精度螺纹塞规测量装置及测量方法 | |
| CN108344361B (zh) | 一种基于激光跟踪仪的平面法向量测量方法 | |
| CN104297771B (zh) | 一种用于gnss精确快速测量高程的设备及方法 | |
| CN106643643A (zh) | 一种非接触式目标坐标的测量方法 | |
| CN110440743A (zh) | 一种基于基线的隧道变形监测方法、系统、介质及设备 | |
| CN206847565U (zh) | 非接触测量深小孔径尺寸的测量装置 | |
| CN104422399A (zh) | 测量仪器线激光测头校准系统及方法 | |
| CN108548682A (zh) | 一种车轮表面硬度检测定位仪及其检测方法 | |
| Mutilba et al. | Performance calibration of articulated arm coordinate measuring machine | |
| CN107883872B (zh) | 一种核电站安全壳垂直坐标仪在线标定方法以及标定装置 | |
| CN214223998U (zh) | 一种混凝土中钢筋测点坐标测量装置 | |
| CN110030943A (zh) | 一种自由设站模式指定特定范围的扫描方法 | |
| CN211121016U (zh) | 一种曲轴的轴向尺寸合格度检具 | |
| CN103822580B (zh) | 超长框架变形与姿态的多点实时测量系统与方法 | |
| CN107478209B (zh) | 超高层轴线控制网的检测方法 | |
| CN107607061B (zh) | 一种用于虚光轴和结构靠面的高精度角度测量方法 | |
| CN205300473U (zh) | 划痕测量仪 | |
| CN208567686U (zh) | 一种检测进气摇臂球销孔位置度的检具 | |
| CN208968455U (zh) | 一种快速检测产品高度面平行度的系统 | |
| CN106646364B (zh) | 一种空间位置测量方法 | |
| CN111412930A (zh) | 一种联合测姿装置安装误差的标定运算方法 | |
| CN107626752B (zh) | 一种轧辊孔型站校正方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20190405 |
|
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |