CN110864627A - 一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法 - Google Patents

一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法 Download PDF

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刘英华
王忠龙
刘婉慧
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Abstract

一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，本发明涉及一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法。本发明是要解决半保持架铆钉孔小孔径孔位置度无法测量的问题。方法：一、粗建坐标系；二、精建坐标系；三、自动测量铆钉孔；四、评价位置度。本发明用于测量小孔径的铆钉孔孔位置度。

Description

一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的 方法
技术领域
本发明涉及一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法。
背景技术
分离型保持架需要采用铆钉铆合后使用，铆钉孔孔位置度需要检测以满足铆合要求。通常孔位置度孔位置度通常采用三坐标测量机进行测量，三坐标测量机测量孔位置度时采用球测头接触式测量。由于铆钉孔孔径较小，受三坐标测头直径与测头在孔中移动距离的限制，无法测量孔位置度。针对上述问题，需找到解决小孔径位置度无法测量问题。
发明内容
本发明是要解决半保持架铆钉孔小孔径孔位置度无法测量的问题，而提供一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法。
一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法具体是按以下步骤进行：
一、粗建坐标系：将被测量件放置在三维光学测量仪的检测台上，根据加工定位方式确定粗基准圆，将镜头移至粗基准圆中心，清空X轴、Y轴及Z轴坐标，完成工件定位；
二、精建坐标系：在粗基准圆外圆周上定位一点，在粗基准圆外圆周以该点为基点阵列分布若干测量点，将测量点拟合为基准圆；选取其中一铆钉孔进行全自动测量，以该铆钉孔的圆心和基准圆圆心连线为X轴建立三维坐标系，完成精建坐标系；
三、自动测量铆钉孔：对任意一个铆钉孔进行测量，复制该铆钉孔的测量方式，切换至极坐标，在极坐标系下阵列该铆钉孔，自动测量所有铆钉孔；
四、评价位置度分为两种情况：①当有基准孔时位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；
②当互为基准孔时位置度位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；然后计算每个孔的实际极角与理论极角的偏差，计算最大极差，互为基准孔位置度要求采用最大极差1/2原则，将每个孔角度旋转1/2最大极差，评价位置度即为实际要求的位置。
本发明的有益效果是：
本发明对被测工件进行放大，经过CCD摄像系统采集影像特征并送入计算机后，可以检测各种复杂精密零部件的轮廓、尺寸、角度及位置等。非接触式测量方法测量小孔径孔位置度，可以实现位置度测量，且测量结果重复性较好，解决了小孔径孔位置度无法测量问题。
附图说明
图1为步骤一所述被测量件的结构示意图；
图2为精建坐标系后的示意图；
图3为自动测量铆钉孔的示意图。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法具体是按以下步骤进行：
一、粗建坐标系：将被测量件放置在三维光学测量仪的检测台上，根据加工定位方式确定粗基准圆，将镜头移至粗基准圆中心，清空X轴、Y轴及Z轴坐标，完成工件定位；
二、精建坐标系：在粗基准圆外圆周上定位一点，在粗基准圆外圆周以该点为基点阵列分布若干测量点，将测量点拟合为基准圆；选取其中一铆钉孔进行全自动测量，以该铆钉孔的圆心和基准圆圆心连线为X轴建立三维坐标系，完成精建坐标系；
三、自动测量铆钉孔：对任意一个铆钉孔进行测量，复制该铆钉孔的测量方式，切换至极坐标，在极坐标系下阵列该铆钉孔，自动测量所有铆钉孔；
四、评价位置度分为两种情况：①当有基准孔时位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；
②当互为基准孔时位置度位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；然后计算每个孔的实际极角与理论极角的偏差，计算最大极差，互为基准孔位置度要求采用最大极差1/2原则，将每个孔角度旋转1/2最大极差，评价位置度即为实际要求的位置。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一中所述被测量件中铆钉孔的尺寸为0.4mm。其他与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一中所述加工定位方式为内径定位或外径定位。其他与具体实施方式一或二相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤二中所述阵列分布的次数为6～12次。其他与具体实施方式一至三之一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤三中所述阵列的次数与被测量件的铆钉孔数相同。其他与具体实施方式一至四之一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤四中当有基准孔时位置度评价方法中孔位置度的计算公式为：
Figure BDA0002309536920000031
其中Di表示铆钉孔中心径实测值，d表示铆钉孔中心径公称值，θi表示铆钉孔极角测量值，α表示极角公称值。其他与具体实施方式一至五之一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤四中当互为基准孔时位置度评价方法中孔位置度的计算公式为：
Figure BDA0002309536920000032
其中Di表示铆钉孔中心径实测值，d表示铆钉孔中心径公称值，θi表示铆钉孔极角测量值，α表示极角公称值，δ为极角修正偏差。其他与具体实施方式一至六之一相同。
采用以下实施例验证本发明的有益效果：
一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法具体是按以下步骤进行：
一、粗建坐标系：将被测量件放置在三维光学测量仪的检测台上，根据加工定位方式确定粗基准圆，将镜头移至粗基准圆中心，清空X轴、Y轴及Z轴坐标，完成工件定位；
二、精建坐标系：在粗基准圆外圆周上定位一点，在粗基准圆外圆周以该点为基点阵列分布若干测量点，将测量点拟合为基准圆；选取其中一铆钉孔进行全自动测量，以该铆钉孔的圆心和基准圆圆心连线为X轴建立三维坐标系，完成精建坐标系；
三、自动测量铆钉孔：对任意一个铆钉孔进行测量，复制该铆钉孔的测量方式，切换至极坐标，在极坐标系下阵列该铆钉孔，自动测量所有铆钉孔；
四、评价位置度分为两种情况：①当有基准孔时位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；
②当互为基准孔时位置度位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；然后计算每个孔的实际极角与理论极角的偏差，计算最大极差，互为基准孔位置度要求采用最大极差1/2原则，将每个孔角度旋转1/2最大极差，评价位置度即为实际要求的位置。
以某型号轴承外圈带法兰盘孔为例，4孔等分，孔径3.5mm，位置度要求0.1，分别采用三坐标测量机与三维光学测量仪进行测量，测量结果如下表1，从表1可以看出本实施例可以测量出位置度。
表1
项目(孔) 位置度(三坐标测量机) 位置度(三维光学测量仪)
1 0.053 0.055
2 0.059 0.058
3 0.063 0.065
4 0.065 0.063
采用某型号分离型保持架为例，铆钉孔14等分，孔径0.9，中心径尺寸20.95±0.04，位置度要求0.03，重复测量3次得到的结果为表2。
表2
Figure BDA0002309536920000041
Figure BDA0002309536920000051
从上述两表可以看出，三维光学测量仪可以实现位置度测量，且测量结果重复性较好，解决了小孔径孔位置度无法测量问题。

Claims (7)

1.一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，其特征在于利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法具体是按以下步骤进行：
一、粗建坐标系：将被测量件放置在三维光学测量仪的检测台上，根据加工定位方式确定粗基准圆，将镜头移至粗基准圆中心，清空X轴、Y轴及Z轴坐标，完成工件定位；
二、精建坐标系：在粗基准圆外圆周上定位一点，在粗基准圆外圆周以该点为基点阵列分布若干测量点，将测量点拟合为基准圆；选取其中一铆钉孔进行全自动测量，以该铆钉孔的圆心和基准圆圆心连线为X轴建立三维坐标系，完成精建坐标系；
三、自动测量铆钉孔：对任意一个铆钉孔进行测量，复制该铆钉孔的测量方式，切换至极坐标，在极坐标系下阵列该铆钉孔，自动测量所有铆钉孔；
四、评价位置度分为两种情况：①当有基准孔时位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；
②当互为基准孔时位置度位置度评价方法：采用极坐标分析方法，在极坐标系下，点击其中一个孔，点击Nominal按键，出现该孔极坐标下的极径和极角，根据图纸要求将理论值与公差输入相应表格中，利用极角和极径计算出位置度，依次对剩余铆钉孔位置度进行计算；然后计算每个孔的实际极角与理论极角的偏差，计算最大极差，互为基准孔位置度要求采用最大极差1/2原则，将每个孔角度旋转1/2最大极差，评价位置度即为实际要求的位置。
2.根据权利要求1所述的一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，其特征在于步骤一中所述被测量件中铆钉孔的尺寸为0.4mm。
3.根据权利要求1所述的一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，其特征在于步骤一中所述加工定位方式为内径定位或外径定位。
4.根据权利要求1所述的一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，其特征在于步骤二中所述阵列分布的次数为6～12次。
5.根据权利要求1所述的一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，其特征在于步骤三中所述阵列的次数与被测量件的铆钉孔数相同。
6.根据权利要求1所述的一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，其特征在于步骤四中当有基准孔时位置度评价方法中孔位置度的计算公式为：
Figure FDA0002309536910000011
其中Di表示铆钉孔中心径实测值，d表示铆钉孔中心径公称值，θi表示铆钉孔极角测量值，α表示极角公称值。
7.根据权利要求1所述的一种利用三维光学测量仪测量小孔径的铆钉孔孔位置度的方法，其特征在于步骤四中当互为基准孔时位置度评价方法中孔位置度的计算公式为：
Figure FDA0002309536910000021
其中Di表示铆钉孔中心径实测值，d表示铆钉孔中心径公称值，θi表示铆钉孔极角测量值，α表示极角公称值，δ为极角修正偏差。
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