发明内容
有鉴于此,有必要提供一种量测方法及系统,能有效校正第一量测机量测的误差,使得加工更精准,不易出不良品。
一种量测装置,包括:
通信器,用于:
接收来自第一量测机检测工件形成的第一检测集;
接收来自第二量测机检测所述工件形成的第二检测集,所述第二量测机的精度高于所述第一量测机的精度;
处理器,耦接所述通信器,用于:
对所述第一检测集进行数据清洗;
根据数据清洗后的所述第一检测集与所述第二检测集,形成校正值;
所述通信器进一步用于:
将所述校正值反馈至所述第一量测机,以校正形成所述第一检测集时的误差。
进一步地,所述处理器,进一步用于:
对所述第一检测集进行数据清洗,以形成第一检测值;
判断所述第一检测值处于预设阈值范围外;
所述通信器,进一步用于接收来自所述第一量测机检测所述工件形成的第三检测集;
对所述第三检测集进行数据清洗,以形成第三检测值;
判断所述第三检测值处于所述预设阈值范围内;
根据所述第三检测集和第二检测集,形成所述校正值。
进一步地,其中:
所述处理器,进一步用于:
对所述第一检测集进行数据清洗,以形成第一检测值;
判断所述第一检测值处于预设阈值范围外;
去除所述第一检测集中处于所述预设阈值范围外的部分,形成目标检测集;
对所述目标检测集进行加权平均计算,以形成修正检测值;
对所述第二检测集进行加权平均计算,以形成第二检测值;
根据所述修正检测值和所述第二检测值,形成所述校正值。
进一步地,其中所述处理器,进一步用于:
对所述第一检测集进行数据清洗及归一化处理,以形成第四检测集;
根据所述第四检测集与所述第二检测集,形成所述校正值。
进一步地,其中所述处理器,进一步用于:
根据所述第四检测集的均值与所述第二检测集的均值的差值,形成所述校正值。
一种量测方法,包括:
接收来自第一量测机检测工件形成的第一检测集;
接收来自第二量测机检测所述工件形成的第二检测集,所述第二量测机的精度高于所述第一量测机的精度;
对所述第一检测集进行数据清洗;
根据数据清洗后的所述第一检测集与所述第二检测集,形成校正值;
将所述校正值反馈至所述第一量测机,以校正形成所述第一检测集时的误差。
进一步地,其中形成所述校正值的步骤,包括:
对所述第一检测集进行数据清洗,以形成第一检测值;
判断所述第一检测值处于预设阈值范围外;
接收来自所述第一量测机检测所述工件形成的第三检测集;
对所述第三检测集进行数据清洗,以形成第三检测值;
判断所述第三检测值处于所述预设阈值范围内;
根据所述第三检测集和第二检测集,形成所述校正值。
进一步地,其中形成所述校正值的步骤,包括:
对所述第一检测集进行数据清洗,以形成第一检测值;
判断所述第一检测值处于预设阈值范围外;
去除所述第一检测集中处于所述预设阈值范围外的部分,形成目标检测集;
对所述目标检测集进行加权平均计算,以形成修正检测值;
对所述第二检测集进行加权平均计算,以形成第二检测值;
根据所述修正检测值及所述第二检测值,形成所述校正值。
进一步地,其中形成所述校正值的步骤,包括:
对所述第一检测集进行数据清洗及归一化处理,以形成第四检测集;
根据所述第四检测集与所述第二检测集,形成所述校正值。
进一步地,其中形成所述校正值的步骤,进一步包括:
根据所述第四检测集的均值与所述第二检测集的均值的差值,形成所述校正值。
上述量测方法及量测装置中,通过获取第一量测机的第一检测集和第二量测机的第二检测集,利用精度更高的第二检测集的结果结合第一检测集得出校正值,校正值反馈至第一量测机后,第一量测机再后续的量测过程中,通过带入相应的校正值进行校正,可有效校正测量误差,提高了量测精准度。
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它实施例,都属于本发明保护的范围。
需要说明的是,当一个元件被认为是“连接”另一个元件,它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中设置的元件。当一个元件被认为是“设置在”另一个元件,它可以是直接设置在另一个元件上或者可能同时存在居中设置的元件。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体地实施例的目的,不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请同时参阅图1与图2,本申请一种实施例提出一种量测装置100,用于校正第一量测机200的量测误差,量测装置100包括通信器10和处理器20。
通信器10用于接收来自第一量测机200检测工件(图未示)形成的第一检测集,还用于接收来自第二量测机300检测工件形成的第二检测集。
进一步地,所述第二量测机300的精度高于所述第一量测机200的精度,由此可通过第二量测机300的量测值校正第一量测机200的量测误差。
具体地,第一量测机200与第二量测机300可为专用检测仪器或具有检测功能的加工设备等,但不限于此。
具体地,第一检测集与第二检测集可以为工件的尺寸和/或质量和/或硬度和/或温度和/或表面光滑度和/或表面曲率中的一种或多种,但不限于上述量测范围;第一检测集与第二检测集可为一个具体地数值,也可为多个数值组成的数组。
处理器20与通信器10耦接,处理器20用于获取来自所述通信器10接收的所述第一检测集和所述第二检测集,并根据第一检测集和第二检测集形成校正值。
具体地,校正值可为所述第一检测集的均值与所述第二检测集的均值的差值,也可为一种运算方式,但不限于此。第一检测集通过校正值进行校正运算可向第二检测集逼近。
进一步地,通信器10还用于将所述校正值反馈至所述第一量测机200,以校正形成所述第一检测集时的误差。
通过使用上述量测装置100可校正第一量测机200的量测误差,从而提高了第一量测机200的量测精准度。
通信器10可以通过有线传输或无线传输的方式实现数据收送。通信器10 可以通过直接连接其他具有通讯功能的设备进行收发,也可以通过连接局域网或互联网实现数据收送。
处理器20可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列 (Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。
请一并参阅图3,在一实施例中,量测装置100内运行有控制系统400,控制系统400包括获取模块410、判断模块420、数据清洗模块430、归一化模块440、校正模块450和发送模块460。
获取模块410,用于控制通信器10获取第一量测机200的第一检测集和第二量测机300的第二检测集,并将所述第一检测集合第二检测集存储在存储器中,在必要的情况下还接收关于第一量测机200和第二量测机300的设备信息,然后生成提示数据,以被操作人员接收。
进一步地,在一实施例中,获取模块410还用于从第一量测机200获取第三检测集,并将所述第三检测集存储在存储器中,以便判断模块420调取。
判断模块420,用于判断第一检测值是否处于预设阈值范围内。在一实施例中,判断模块420还用于判断第三检测值是否处于预设阈值范围内。
具体地,预设阈值范围为第一量测机200的第一检测集或第三检测集应处的合理量测范围,若第一检测集全部或部分超出预设阈值范围,则应从第一量测机200获取第三检测集或去除处于预设阈值范围外的部分。例如,第一量测机200检测到工件的在一段弧长1cm圆弧直径序列为28.5、29.1、28.8、 29.6、29.0,该序列构成第一检测集,根据历史数据及均值,预设阈值范围为 [28.5,29.5],有两种数据处理方法但不限于此:重新获取符合预设阈值范围的第三检测集;或删除超出预设阈值范围的值(29.6),将28.5、29.1、28.8、29.0形成第三检测集。
数据清洗模块430,用于对第一检测集进行数据清洗,以形成第一检测值,还用于对第二检测集进行数据清洗,以形成第二检测值。
具体地,当第一检测集或第二检测集为多个数值组成的数组时,需要对多个数据进行数据清洗,以排除具有干扰性的数值或明显误差数值,从而得到一更具代表性的检测值。
进一步地,数据清洗的方式包括但不限于:去除偏离平均数较大的单一数值或计算加权平均数等。
归一化模块440,用于对第一检测集进行归一化处理,以形成第四检测集。
具体地,对第一检测集进行归一化处理后,得到的新的第四检测集,再与第二检测集进行带入运算并得出校正值。进行归一化处理后,后续运算步骤会更简便,节省了运算量。
进一步地,将第一检测集进行归一化处理得出第三检测集再计算出的校正值相较于未经归一化处理步骤得出的校正值更精确,且数据统一便于导入变数变换等模型。
校正模块450,用于根据获取的第一检测集与第二检测集,计算得出校正值。
进一步地,在一些实施例中,也可以根据第一检测值与第二检测值,或者第三检测值与第二检测至等组合方式,计算得出所述校正值。
发送模块460,用于将计算出的校正值通过通信器10发送至第一量测机 200。
进一步地,控制系统400运行于量测装置100内,控制系统400可存储于量测装置100内的存储介质内,也可通过接连互联网由云端实时传输数据并控制量测装置100。
进一步地,在一实施例中,第一量测机200为CNC机台,第二量测机 300为三次元量测设备。
具体地,CNC机台在生产加工过程中,由于机台的磨损或被加工工件的更换,CNC机台内部探针的检测数值会出现不同程度的偏差,这一偏差易导致加工精度的下降,例如:机台内切割刀具的切割距离出现误差,会导致工件不良甚至报废。
三次元量测设备为量测工件的高精度设备,通常可认为量测数值不存在误差或只有可忽略的微小误差。
可以理解,在执行误差校正的过程中,可以用一个或多个标准块代替工件进行误差校正流程。标准块由于具有标准的参数,可与CNC机台或三次元量测设备的检测值进行比较,对于校正值的生成具有参考意义。
进一步地,在一实施例中,CNC机台用于根据机内检测探针的检测值切割工件,由于检测误差的存在,需要校正检测误差,即需要对应设置刀具补偿值,使得CNC机台的加工过程中通过刀具补偿值运算后,切割更精准,不易造成工件的不良。
请同时参阅图1、图2与图4,本申请一种实施例提出一种量测方法,用于校正第一量测机200的测量误差。
量测方法的第一实施例包括如下步骤:
S11:接收来自第一量测机200检测工件形成的第一检测集。
S21:接收来自第二量测机300检测工件形成的第二检测集。
S31:根据第一检测集与第二检测集形成校正值。
S4:将校正值反馈至第一量测机200。
具体地,第二量测机300的量测精度高于第一量测机200,从而可通过第一检测集与第二检测集形成校正值,校正值反馈至第一量测机200后,第一量测机200在后续测量过程中,可根据校正值校正测量误差。
进一步地,请一并参阅图5,量测方法的第二实施例包括如下步骤:
S11:接收来自第一量测机200检测工件形成的第一检测集。
具体地,第一检测集可以为工件的尺寸、质量、硬度、温度、表面光滑度、表面曲率中的一种或多种,但不限于上述量测范围;第一检测集可为一个具体地数值,也可为多个数值组成的数组。
在本实施例中,第一检测集为第一量测机200多次量测的工件尺寸的数组。
S12:对第一检测集进行数据清洗,以形成第一检测值。
具体地,数据清洗用于在第一检测集为数组时优化第一检测集的数据可靠性,例如:去除偏离平均数较大的单一数值或计算加权平均数等,但不限于此。
在本实施例中,数据清洗为计算第一检测集的均值,从而得到一个单一且可靠的第一检测值。在本发明的其他实施方式中,可根据第一检测集的数据种类根据统计学相关算法选择合适的数据处理方法,以期得到较准确的第一检测值。
S13:判断第一检测值是否处于预设阈值范围内,若为是,则进入步骤 S32,若为否,则进入步骤S14。
具体地,预设阈值为预先设置好的合理数值范围,当第一检测值位于此范围内时,可认为第一检测值基本准确可靠,否则即认为第一检测值非常不可靠,需要再次从第一量测机200获取第三检测集以代替第一检测集,并重新进行相关的数据处理。
S14:接收来自第一量测机检测工件形成的第三检测集。
S15:对第三检测集进行数据清洗,以形成第三检测值。
S16:判断第三检测值是否处于预设阈值范围内,若为是,则进入步骤 S33,若为否,则返回步骤S14。
具体地,当第一检测值处于预设范围之外时,再次从第一量测机200获取量测结果,即第三检测集,对第三检测集进行相同的处理后得到第三检测值,若第三检测值在预设阈值范围内,即可开始计算校正值,若第三检测值仍不在预设阈值范围内,则需再次获取第三检测集,直至第三检测值处于预设阈值范围内。
可以理解,若多次重复步骤S14-S16,即认为第一量测机200存在不可校正的较大误差,建议对第一量测机200进行维修保养而非进行误差校正。
S21:接收来自第二量测机300检测工件形成的第二检测集。
S22:对第二检测集进行数据清洗,以形成第二检测值。
进一步地,S22执行完后,需根据具体情况选择进入S32或S33。
可以理解,由于第二量测机300的测量精度高于第一量测机200,在一些实施例中,可省略步骤S22,直接认为由第二检测集计算得出的第二检测值即为准确数值,进行校正值的计算即可。
可以理解,步骤S11-S16与步骤S21-S22可同时或依次进行,先后顺序不作具体限制。
当S13的判断结果为是时,进入步骤S32。
S32:根据第一检测值与第二检测值形成校正值。
当S13的判断结果为否且S53的判断结果为是时,后续进入步骤S33。
S33:根据第三检测值与第二检测值形成校正值。
具体地,形成校正值的过程根据实际情况存在多种实施方式,最简单的方式即为直接计算第一检测值与第二检测值的差值,得到的差值即为所述校正值。
在本发明的其他实施方式中,形成校正值的方式还包括:根据数据清洗的推导计算方式,推导得出第一检测值经由与校正值参与的计算公式计算出第二检测值的方法,但不限于此。
可以理解,当第一量测机200的量测数据种类不同时,需要用到的计算公式也不尽相同,校正值的校正方式也随之改变,例如:需要校正温度时直接做校正值的加减即可,而表面光滑度或表面曲率则有完全不同的计算方式,需要将校正值带入相关的计算公式,方可实现误差的校正。
S4:将校正值反馈至第一量测机200。
具体地,将校正值反馈至第一量测机200后,第一量测机200在后续进行测量时即可根据校正值对检测误差进行补正,从而校正误差带来的影响,量测方法的第二实施例结束。
进一步地,请一并参阅图6,量测方法的第三实施例包括如下步骤。
S11:接收来自第一量测机200检测工件形成的第一检测集。
S12:对第一检测集进行数据清洗,以形成第一检测值。
S13:判断第一检测值是否处于预设阈值范围内,若为是,则进入步骤 S32,若为否,则进入步骤S14。
S17:去除第一检测集中处于预设阈值范围外的部分,形成目标检测集。
具体地,由于第一检测集中存在处于预设阈值范围外的数据,导致数据清洗过程中影响了第一检测值的确认,使得第一检测值也处于预设阈值范围外;当去除第一检测集中处于预设阈值范围外的部分后,即数据全部处于预设阈值范围内。
S18:对目标检测集进行加权平均计算,以形成修正检测值,后续进入步骤S34。
S21:接收来自第二量测机300检测工件形成的第二检测集。
S23:对第二检测集进行加权平均计算,以形成第二检测值。
进一步地,S23执行完后,需根据具体情况选择进入S32或S34。
具体地,目标检测集全部属于预设阈值范围内,进行加权平均计算后即可得到单一的修正检测值;第二检测集经加权平均计算后也可得到单一的第二检测值。
S32:根据第一检测值与第二检测值形成校正值。
S34:根据修正检测值及第二检测值,形成校正值。
S4:将校正值反馈至第一量测机200。
可以理解,步骤S11-S13及S17-S18与步骤S21、S23可同时或依次进行,先后顺序不作具体限制。
进一步地,请一并参阅图7,量测方法的第四实施例包括如下步骤。
S11:接收来自第一量测机200检测工件形成的第一检测集。
S19:对第一检测集进行数据清洗及归一化处理,以形成第四检测集,后续进入步骤S35。
S21:接收来自第二量测机300检测工件形成的第二检测集,后续进入步骤S35。
S35:根据第四检测集与第二检测集,形成所述校正值。
S4:将校正值反馈至第一量测机200。
进一步地,在本实施例中,根据第四检测集的均值与第二检测集的均值的差值,形成校正值。
具体地,对第一检测集进行归一化处理后,得到的新的第四检测集,再与第二检测集进行带入运算并得出校正值。进行归一化处理后,后续运算步骤会更简便,节省了运算量。
进一步地,将第一检测集进行归一化处理得出第四检测集再计算出的校正值相较于未经归一化处理步骤得出的校正值更精确,且数据统一便于导入变数变换等模型。
可以理解,步骤S11及S19与步骤S21可同时或依次进行,先后顺序不作具体限制。
进一步地,在一实施例中,为了更进一步的缩小误差,需要多次重复执行上述量测方法的一种或多种实施例,从而得到若干个校正值,再对若干个校正值进行相关地数据清洗等步骤,从而获得一个最精确的单一校正值,使用该校正值可使第一量测机200的误差校正更精确。
具体地,在在第一量测机200处得到工件测量真值的方式为先执行i次量测方法的一种或多种实施例,从而得到i个校正值,后执行公式:
其中,y为所述第一量测机200测量误差校正后的值(即为所需测得的尺寸真值),pp为所述第一检测值的加权系数,pr为所述第一检测值,cpi为第 i个校正值的加权系数,cmi为第i个校正值。
具体地,pp和cpi由第一量测机200和第二量测机300的数据确认,在每个校正值的计算过程中已预先设置好。
可以理解,第一检测值通过加上经过平均计算的校正值,即得到认可的尺寸真值,第一量测机200的误差得到校正。
具体而言,上述量测方法及量测装置100具有如下改进意义。
一、减少成本支出。
1.可让旧设备的加工表现,在妥善保养下能加工出高精度产品。
2.设备通过简便的步骤即可将产品加工精度调试到位,减少成本浪费。
二、品质优化。
1.对于待加工的产品,每日首件和尾件各检测一次,更换被加工工件时需检测一次,可降低检查频率。
2.基于工件尺寸的更高测量精确度,提高了加工效率与良品率。
三、智能辅助决策。
1.能从产品的加工结果及补正历史数据来分析加工刀具或加工设备的状态,实时维护保养及预防保修。
2.通过系统分析的结果,辅助工程人员快速排查问题。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。