CN111982044A - 一种螺纹孔的三坐标检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种螺纹孔的三坐标检测方法，所述三坐标检测方法包括如下步骤：(1)沿螺纹孔轴向的不同高度的牙顶处共选取至少2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建至少2个圆柱，得到牙顶轴线位置；(2)沿螺纹孔轴向的不同高度的牙根处共选取至少2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建至少2个圆柱，得到牙根轴线位置；(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线。本发明所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

Description

一种螺纹孔的三坐标检测方法

技术领域

本发明属于靶材加工技术领域，涉及一种螺纹孔的定位方法，尤其涉及一种螺纹孔的三坐标检测方法。

背景技术

在大规模集成电路的制造过程中，一般通过物理气相沉积溅射靶材方法在硅片上形成一层金属薄膜。靶材咋溅射过程中通常和背板通过焊料焊接起来形成溅射靶材组件。所述背板在所述靶材组件组装及溅射过程中起到了支撑及传导热量的作用。

钎焊方法为靶材与背板焊接的常用方法，其原理是将工件放在加热平板上，达到一定温度后，将焊料放置在靶材与背板中间，待焊料熔化后，在一定压力下，保持一段时间将两者焊接在一起。

上述焊接过程中，除了焊接的结合率、结合强度对靶材与背板形成的靶材组件的使用具有影响，靶材的偏移量也影响着成品的安装与使用。

三坐标检测是检测工件的一种精密测量方法，目前已经广泛用于机械制造业、汽车工业、电子工业、航空航天工业和国防工业等部门，成为现代工业检测和质量控制不可缺少的测量设备，涉及的部门和行业非常广泛。在应用范围里面，三坐标检测也基本上涵盖了机械零件及电子器件的各种形状公差和位置公差。

CN 108895963A公开了一种靶材定位装置及三坐标定位装置，所述靶材定位装置包括底座、第一定位组和激光器；所述底座被配置为固定在工作台上；所述第一定位组均设置在所述底座远离工作台的一侧；所述第一定位组包括两个第一立柱，两个所述第一立柱具备第一预设距离，两个所述第一立柱均被配置为抵接在靶材的侧标；所述靶材的侧面上设置有定位槽；所述激光器被配置为发出激光以照射到第一平面，所述第一平面与所述工作台平行且穿过定位槽。

所述靶材定位装置能够为表面规则的物体进行定位。在使用传统的三坐标检测仪对孔洞进行检测时，三坐标检测仪的探针在孔内同一高度测点，从而得到孔洞截面圆的做表，进而得到孔洞中心轴的具体位置，实现对孔洞的定位。

但是，由于螺纹孔具有牙顶与牙根的结构，测量同一高度界面的点难以得到准确的中心轴位置。

CN 102878942A公开了一种中心距不规则螺纹孔系的快速测绘方法，所述方法包括如下步骤：(1)选取螺杆，首先在螺纹端距离端面20mm处加工方槽，在方槽处贴反射片，方槽的长度等于反射片的长度，方槽的深度为螺纹大径的一半与反射片的厚度之和，使反射片贴上后反射片的外表面在螺纹的中心线上；(2)将螺杆拧入螺纹孔，使反射面置于全站仪可观测的方向。该方法由于螺杆的添加使螺纹孔轴线延长，但由于螺纹配合误差的存在，使得多次测量结果的散差较大。

因此，需要提供一种结构简单，且测量结果准确的方法对螺纹孔进行定位检测，从而提高螺纹孔定位检测的准确度。

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺纹孔的三坐标检测方法，所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

为达到此发明目的，本发明采用以下技术方案：

本发明提供了一种螺纹孔的三坐标检测方法，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的不同高度的牙顶处共选取至少2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建至少2个圆柱，以所述至少2个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

(2)沿螺纹孔轴向的不同高度的牙根处共选取至少2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建至少2个圆柱，以所述至少2个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

本发明在螺纹孔不同高度处的牙顶取点，从而以牙顶为基准，构建外切牙顶的圆柱。且通过在不同高度处构建外切牙顶的圆柱，降低了螺纹加工误差对的圆柱中心轴线加工偏差的影响。本发明以螺纹孔牙顶为基准得到牙顶轴线位置，提高了确认螺纹孔中心轴位置的准确性。

本发明在螺纹孔不同高度处的牙根取点，从而以牙根为基准，构建外切牙根的圆柱。且通过在不同高度处构建外切牙根的圆柱，降低了螺纹加工误差对的圆柱中心轴线加工偏差的影响。本发明以螺纹孔牙根为基准得到牙根轴线位置，提高了确认螺纹孔中心轴位置的准确性。

最后，本发明以牙顶轴线位置与牙根轴线位置的平均位置为螺纹孔的中心轴线位置，进一步提高了确认螺纹孔中心轴线位置的准确性。

本发明所述的中心轴线平均位置为通过三坐标仪得到所述至少2个圆柱的XYZ坐标，并对所得至少2个圆柱的XYZ坐标求平均值，即得到中心轴线平均位置。

本发明步骤(3)所述牙顶轴线位置与牙根轴线位置的平均位置是指，对牙顶轴线位置的XYZ坐标与牙根轴线位置的XYZ坐标求平均值，得到牙顶轴线位置与牙根轴线位置的平均位置。

优选地，步骤(1)为沿螺纹孔轴向的不同高度的牙顶处共选取2-4个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建2-4个圆柱，以所述2-4个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙顶轴线。

本发明在螺纹孔的轴向方向上，在不同高度的牙顶处共选取2-4个起始点，起始点的数量为2个、3个或4个，从而在不同的高度可以得到共2-4个圆柱。最终，以2-4个圆柱的中心轴线位置得到螺纹孔的牙顶轴线位置。

优选地，步骤(1)为沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置。

本发明所述顶部、中部与底部是指，沿螺纹孔的轴向将螺纹孔分为3个区域，每个区域的长度为螺纹孔深度的1/3，所述顶部、中部与底部分别对应3个区域。

优选地，所述根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/n为间距依次取点，取点数目为mn个，得到P_mn，以P₁至P_mn的mn个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；其中n与m为正整数，且3≤n≤6，1≤m≤4。

本发明所述n为3≤n≤6，例如可以是3、4、5或6，优选为4。

本发明所述m为1≤m≤4，例如可以是1、2、3或4，优选为2。

优选地，步骤(2)为沿螺纹孔轴向的不同高度的牙根处选取2-4个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建2-4个圆柱，以所述2-4个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置。

本发明在螺纹孔的轴向方向上，在不同高度的牙根处共选取2-4个起始点，起始点的数量为2个、3个或4个，从而在不同的高度可以得到共2-4个圆柱。最终，以2-4个圆柱的中心轴线位置得到螺纹孔的牙根轴线位置。

优选地，步骤(2)为沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置。

本发明所述顶部、中部与底部是指，沿螺纹孔的轴向将螺纹孔分为3个区域，每个区域的长度为螺纹孔深度的1/3，所述顶部、中部与底部分别对应3个区域。

优选地，所述根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/b为间距依次取点，取点数目为ab个，得到T_ab，以T₁至T_ab的ab个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；其中a与b为正整数，且3≤a≤6，1≤b≤4。

本发明所述a为3≤a≤6，例如可以是3、4、5或6，优选为4。

本发明所述b为1≤b≤4，例如可以是1、2、3或4，优选为2。

作为本发明所述三坐标检测方法的优选技术方案，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/4为间距依次取点，取点数目为8个，得到P₈，以P₁至P₈的8个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(2)沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/4为间距依次取点，取点数目为8个，得到T₈，以T₁至T₈的8个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

附图说明

图1为实施例1提供的三坐标检测方法中，螺纹孔顶部的取点示意图；

图2为实施例1提供的三坐标检测方法中，螺纹孔中部的取点示意图；

图3为实施例1提供的三坐标检测方法中，螺纹孔底部的取点示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。本领域技术人员应该明了，所述实施例仅仅是帮助理解本发明，不应视为对本发明的具体限制。

实施例1

本实施例提供了一种螺纹孔的三坐标检测方法，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/4为间距依次取点，取点数目为8个，分别为P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆、P₇与P₈，以P₁至P₈的8个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

在螺纹孔顶部的牙顶处取点的示意图如图1所示，在螺纹孔中部的牙顶处取点的示意图如图2所示，在螺纹孔底部的牙顶处取点的示意图如图3所示；

(2)沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/4为间距依次取点，取点数目为8个，分别为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆、T₇与T₈，以T₁至T₈的8个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

在螺纹孔顶部的牙根处取点的示意图如图1所示，在螺纹孔中部的牙根处取点的示意图如图2所示，在螺纹孔底部的牙根处取点的示意图如图3所示；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

本实施例所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

实施例2

本实施例提供了一种螺纹孔的三坐标检测方法，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的顶部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件2个圆柱，以所述2个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/6为间距依次取点，取点数目为6个，分别为P₁、P₂、P₃、P₄、P₅与P₆，以P₁至P₆的6个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(2)沿螺纹孔轴向的顶部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件2个圆柱，以所述2个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/6为间距依次取点，取点数目为6个，分别为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅与T₆，以T₁至T₆的6个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

本实施例所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

实施例3

本实施例提供了一种螺纹孔的三坐标检测方法，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的中部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件2个圆柱，以所述2个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/3为间距依次取点，取点数目为9个，分别为P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆、P₇、P₈与P₉，以P₁至P₉的9个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(2)沿螺纹孔轴向的中部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件2个圆柱，以所述2个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/3为间距依次取点，取点数目为9个，分别为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆、T₇、T₈与T₉，以T₁至T₉的9个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

本实施例所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

本实施例与实施例2相比，由于起始点的位置为中部和底部，两个圆柱的距离较近，虽然能够准确的测量螺纹孔的中心轴线位置，但检测的准确程度低于实施例2。

实施例4

本实施例提供了一种螺纹孔的三坐标检测方法，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的顶部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件2个圆柱，以所述2个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/6为间距依次取点，取点数目为24个，分别为P₁、P₂、P₃、P₄、P₅、P₆、P₇、P₈、P₉、P₁₀、P₁₁、P₁₂、P₁₃、P₁₄、P₁₅、P₁₆、P₁₇、P₁₈、P₁₉、P₂₀、P₂₁、P₂₂、P₂₃与P₂₄，以P₁至P₂₄的24个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(2)沿螺纹孔轴向的顶部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件2个圆柱，以所述2个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/4为间距依次取点，取点数目为8个，分别为T₁、T₂、T₃、T₄、T₅、T₆、T₇与T₈，以T₁至T₈的8个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

本实施例所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

综上所述，本发明所述三坐标检测方法以现有的三坐标检测仪为基础，通过简单的操作即可克服螺纹牙顶与牙根对螺纹孔定位检测准确度的影响；同时也能够降低螺纹间距误差对检测准确度的影响。

申请人声明，以上所述仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，所属技术领域的技术人员应该明了，任何属于本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，均落在本发明的保护范围和公开范围之内。

Claims (10)

1.一种螺纹孔的三坐标检测方法，其特征在于，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的不同高度的牙顶处共选取至少2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建至少2个圆柱，以所述至少2个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

(2)沿螺纹孔轴向的不同高度的牙根处共选取至少2个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建至少2个圆柱，以所述至少2个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

2.根据权利要求1所述的三坐标检测方法，其特征在于，步骤(1)为沿螺纹孔轴向的不同高度的牙顶处共选取2-4个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建2-4个圆柱，以所述2-4个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置。

3.根据权利要求1或2所述的三坐标检测方法，其特征在于，步骤(1)为沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置。

4.根据权利要求3所述的三坐标检测方法，其特征在于，所述根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/n为间距依次取点，取点数目为mn个，得到P_mn，以P₁至P_mn的mn个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；其中n与m为正整数，且3≤n≤6，1≤m≤4。

5.根据权利要求4所述的三坐标检测方法，其特征在于，所述n为4，m为2。

6.根据权利要求1-5任一项所述的三坐标检测方法，其特征在于，步骤(2)为沿螺纹孔轴向的不同高度的牙根处共选取2-4个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构建2-4个圆柱，以所述2-4个圆柱的中心轴线平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置。

7.根据权利要求6所述的三坐标检测方法，其特征在于，步骤(2)为沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置。

8.根据权利要求7所述的三坐标检测方法，其特征在于，所述根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/b为间距依次取点，取点数目为ab个，得到T_ab，以T₁至T_ab的ab个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；其中a与b为正整数，且3≤a≤6，1≤b≤4。

9.根据权利要求8所述的三坐标检测方法，其特征在于，所述a为4，b为2。

10.根据权利要求1-9任一项所述的三坐标检测方法，其特征在于，所述三坐标检测方法包括如下步骤：

(1)沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙顶处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙顶轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为P₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以P/4为间距依次取点，取点数目为8个，得到P₈，以P₁至P₈的8个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(2)沿螺纹孔轴向的顶部、中部与底部的牙根处分别选取1个起始点，即共选取3个起始点，根据螺纹孔的螺距P取点，从而构件3个圆柱，以所述3个圆柱的中心轴线的平均位置为螺纹孔的牙根轴线位置；

根据螺纹孔的螺距P取点为：

以起始点为T₁点，沿螺纹孔内螺纹的旋向，以T/4为间距依次取点，取点数目为8个，得到T₈，以T₁至T₈的8个点构件圆柱，得到圆柱的中心轴线；

(3)步骤(1)所述牙顶轴线位置与步骤(2)所述牙根轴线位置的平均位置为所述螺纹孔的中心轴线；

步骤(1)与步骤(2)不分先后顺序。

Images