CN112683208B - 一种获取无基准位置度的方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种获取无基准位置度的方法，用于获取加工件上多个孔的位置度，包括：步骤1，所述加工件的加工面上被加工出多个均匀布置的孔；步骤2，通过三坐标测量机测量所述加工件的加工面；步骤3，通过所述加工面构建坐标系；步骤4，通过所述坐标系来修改所述孔在所述加工面上理论值；步骤5，通过Rational‑DMIS测量软件根据该理论值得出所述位置度，通过将每行圆元素以及每列圆元素采用拟合公式产生拟合线，以拟合线建立坐标系，此坐标系的建立均衡了各方向上的圆元素的极角与极径误差，减少了不同位置的圆元素的误差累积，可以正确反映出被测圆元素的相互位置关系。

Description

一种获取无基准位置度的方法

技术领域

本发明涉及三坐标测量机软件应用技术领域，特别是涉及一种获取无基准位置度的方法。

背景技术

形位公差中有位置度公差，位置度三要素分别是基准、理论位置、公差。其中基准的选择，坐标系建立是本文的说明重点。对于多个均匀分布要素的工件，常常使用不带基准标准位置度，其只是控制要素之间的相对位置，与边界位置尺寸没有要求。

如果直接任意选择两个孔建立坐标系，会造成被选的小孔极角偏差为0，但却把极角偏差以及相对距离偏差累积到了其他圆上，离坐标原点越远，距离累积误差越大。选择不同圆建立坐标系，同一个孔每次的位置度都不同，甚至矛盾，无法正确反映出被测要素相互位置关系。

因此，发明人提供了一种获取无基准位置度的方法。

发明内容

(1)要解决的技术问题

本发明实施例提供了一种获取无基准位置度的方法，通过将每行圆元素以及每列圆元素采用拟合公式产生拟合线，以拟合线建立坐标系，此坐标系的建立均衡了各方向上的圆元素的极角与极径误差，减少了不同位置的圆元素的误差累积，可以正确反映出被测圆元素的相互位置关系。

(2)技术方案

第一方面，本发明的实施例提出了一种获取无基准位置度的方法，用于获取加工件上多个孔的位置度，包括步骤1，所述加工件的加工面上被加工出多个均匀布置的所述孔；步骤2，通过三坐标测量机测量所述加工件的加工面；步骤3，通过所述加工面构建坐标系；步骤4，通过所述坐标系来修改所述孔在所述加工面上理论值；步骤5，通过Rational-DMIS测量软件根据该理论值得出所述位置度。

进一步地，所述步骤3中的所述坐标系的构建步骤包括步骤31，以所述加工面作为基准面，将各所述孔投影到所述基准面上，形成多个均匀布置于所述基准面上的圆元素，多个所述圆元素呈多行以及多列的形式分布在所述基准面上；步骤32，将同一行的多个所述圆元素的圆心通过拟合公式拟合到第一直线上，将同一列的多个所述圆元素的圆心通过所述拟合公式将拟合到第二直线上；步骤33，将首尾两行的第一直线进行拟合得到行中分直线，将首尾两列的第二直线进行拟合得到列中分直线，所述行中分直线与所述列中分直线相交得到交点；步骤34，以所述基准面的垂直方向为第一轴方向，以所述行中分直线所在的方向以及所述列中分直线所在的方向分别作为第二轴方向与第三轴方向，且该所述交点为所述第一轴方向、第二轴方向以及第三轴方向的共同原点构建所述坐标系。

进一步地，所述步骤4还包括步骤41，根据所述行中分直线的位置修改所述第一直线的位置，将同一行上的多个所述圆元素的圆心修改至所述第一直线上，根据所述列中分直线的位置修改所述第二直线的位置，将同一列上的多个所述圆元素的圆心修改至所述第二直线上；步骤42，将步骤41中的内容绘制到图纸上，并在所述图纸上对各所述圆元素的理论值进行修改。

进一步地，在所述步骤42中，在所述图纸上标注同一行上的相邻两个圆元素的圆心之间的距离以及同一列上的相邻两个圆元素的圆心之间的距离值。

进一步地，在所述步骤42中，在所述图纸上标注各所述圆元素的圆心到同一列上相邻所述圆元素的圆心的连线与到同一行上相邻所述圆元素的圆心的连线的角度值。

进一步地，所述步骤5包括将所述图纸导入用于测量位置度的所述Rational-DMIS测量软件中，得出各所述圆元素的所述位置度。

进一步地，所述步骤31中的多个所述圆元素呈两行以及两列分布在所述基准面上，所述两行圆元素相互平行，各行所述圆元素均包括四个，所示两列圆元素相互平行，各单列所述圆元素包括两个。

进一步地，在所述基准面内，各所述圆元素相互平行且高度相同，且各所述圆元素的向量与所述基准面的向量一致。

进一步地，所述拟合公式为最小二乘法。

进一步地，所述Rational-DMIS测量软件还能够输出具有各圆元素的理论坐标与所述位置度的图形报告。

(3)有益效果

综上，本发明通过将每行圆元素以及每列圆元素采用拟合公式产生拟合线，以拟合线建立坐标系，此坐标系的建立均衡了各方向上的圆元素的极角与极径误差，减少了不同位置的圆元素的误差累积，可以正确反映出被测圆元素的相互位置关系。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明无基准位置度的测量流程示意图。

图2是本发明构建坐标系的流程示意图。

图3是本发明理论值修改的流程示意图。

图4是本发明的无基准位置度的测量过程示意图。

图5是本发明的无基准位置度各元素的位置分布图。

图6是本发明的Rational-DMIS测量软件的输出报告。

图中：

1-第一圆元素；2-第二圆元素；3-第三圆元素；4-第四圆元素；5-第五圆元素；6-第六圆元素；7-第七圆元素；8-第八圆元素；9-上行第一直线；10-下行第一直线；11-行中分直线；12-首列第二直线；13-尾列第二直线；14-列中分直线；15-交点。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明的实施方式作进一步详细描述。以下实施例的详细描述和附图用于示例性地说明本发明的原理，但不能用来限制本发明的范围，即本发明不限于所描述的实施例，在不脱离本发明的精神的前提下覆盖了零件、部件和连接方式的任何修改、替换和改进。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参照附图并结合实施例来详细说明本申请。

图1是本发明实施例的一种获取无基准位置度的方法的测量位置度过程示意图，如图1、图2和图3所示，该方法包括步骤1即S1，所述加工件的加工面上被加工出多个均匀布置的所述孔；步骤2即S2，通过三坐标测量机测量所述加工件的加工面；步骤3即S3，通过所述加工面构建坐标系；步骤4即S4，通过所述坐标系来修改所述孔在所述加工面上理论值；步骤5即S5，通过Rational-DMIS测量软件根据该理论值得出所述位置度。该坐标系的构建步骤包括步骤31即S31，以所述加工面作为基准面，将各所述孔投影到所述基准面上，形成多个均匀布置于所述基准面上的圆元素(其他非圆形元素也可以，例如正方形、正多边形、矩形、三角形、椭圆形或类似椭圆形)，多个所述圆元素呈多行以及多列的形式分布在所述基准面上；步骤32即S32，将同一行的多个所述圆元素的圆心通过拟合公式拟合到第一直线上，将同一列的多个所述圆元素的圆心通过所述拟合公式将拟合到第二直线上；步骤33即S33，将首尾两行的第一直线进行拟合得到行中分直线，将首尾两列的第二直线进行拟合得到列中分直线，所述行中分直线与所述列中分直线相交得到交点；步骤34即S34,以所述基准面的垂直方向为第一轴方向，以所述行中分直线所在的方向以及所述列中分直线所在的方向分别作为第二轴方向与第三轴方向，且该所述交点为所述第一轴方向、第二轴方向以及第三轴方向的共同原点构建所述坐标系。

本发明通过科学构建坐标系，并根据构建的坐标系对孔在加工面上实际位置的理论值进行修改，通过将每行圆元素以及每列圆元素采用拟合公式产生拟合线，以拟合线建立坐标系，此坐标系的建立均衡了各方向上的圆元素的极角与极径误差，减少了不同位置的圆元素的误差累积，可以正确反映出各被测圆元素的相互位置关系。

作为另一种优选实施方式，如图3和图5所示，通过坐标系来修改孔在加工面上的理论值包括步骤41即S41，根据所述行中分直线11的位置修改所述第一直线(包括上行第一直线9与下行第一直线10)的位置，将同一行上的多个所述圆元素的圆心修改至所述第一直线上，根据所述列中分直线14的位置修改所述第二直线(包括首列第二直线12与尾列第二直线13)的位置，将同一列上的多个所述圆元素的圆心修改至所述第二直线上；步骤42即S42，将S41中的内容绘制到图纸上，步骤S43，并在所述图纸上对各所述圆元素的理论值(包括相邻圆元素的圆心之间的间距、极角以及极径)进行修改。

作为其他可选实施方式。

优选地，如图3和图5所示，针对理论值的具体修改步骤S43包括在所述图纸上标注同一行上的相邻两个圆元素的圆心之间的距离值H1以及同一列上的相邻两个圆元素的圆心之间的距离值H2，在所述图纸上标注各所述圆元素的圆心到同一列上相邻所述圆元素的圆心的连线与到同一行上相邻所述圆元素的圆心的连线的角度值即极角值α，该α＝90°。具体来说，如图5所示，第五圆元素5的圆心与第六圆元素6的圆心之间的间距为H1，同一行上的第六圆元素6与第七圆元素7以及第七圆元素7与第八圆元素8相互之间的圆心间距也为H1，第五圆元素5的圆心与第一圆元素1的圆心之间的间距为H2，其余各列圆元素上的第六圆元素6与第二圆元素2、第七圆元素7与第三圆元素3以及第八圆元素8与第四圆元素4相互之前的圆心间距也为H2，且该H1＝H2，第五圆元素5的圆心与第六圆元素6的圆心的连线与第五圆元素5的圆心与第一圆元素1的圆心的连线的夹角为α，第二圆元素2的直径及极径为R，对于不带基准的多个阵列圆元素的位置度，其只控制阵列圆元素之间的相对位置，与被测圆元素之间的极角与距离有关，与加工边界基准无关。

优选地，如图1和图6所示，步骤6包括将所述图纸导入用于测量位置度的所述Rational-DMIS测量软件中，得出各所述圆元素的所述位置度，且Rational-DMIS测量软件还能够输出具有各圆元素的理论坐标与所述位置度的图形报告(如图6所示)。

优选地，如图4和图5所示，步骤31中的多个所述圆元素呈两行以及四列分布在所述基准面上，所述两行圆元素相互平行，各行所述圆元素均包括四个，所示四列圆元素相互平行，每列所述圆元素包括两个，在所述基准面内，各所述圆元素相互平行且高度相同，且各所述圆元素的向量与所述基准面的向量一致，该拟合公式为最小二乘法，利用误差均匀分布的方法来找圆元素的圆心。如图4所示，该两行圆元素包括相互平行的上行圆元素与下行圆元素，其中上行圆元素包括第一圆元素1、第二圆元素2、第三圆元素3以及第四圆元素4，该下行圆元素包括第五圆元素5、第六圆元素6、第七圆元素7以及第八圆元素8，该第一圆元素1、第二圆元素2、第三圆元素3以及第四圆元素4的圆心不在同一直线上，第五圆元素5、第六圆元素6、第七圆元素7以及第八圆元素8的圆心也不在同一直线上，故通过最小二乘法将第一圆元素1、第二圆元素2、第三圆元素3以及第四圆元素4的圆心拟合到上行第一直线9上，将第五圆元素5、第六圆元素6、第七圆元素7以及第八圆元素8的圆心拟合到下行第一直线10上，且上行第一直线9与下行第一直线10非平行设置，再次利用最小二乘法将上行第一直线9与下行第一直线10拟合中分形成行中分直线11(再次减小两组圆在一个坐标轴方向上加工位置误差的影响)，第一圆元素1与第五圆元素5构成首列圆元素，第四圆元素4与第八圆元素8构成尾列圆元素，第二圆元素2与第六圆元素6以及第三圆元素3与第七圆元素7分别构成位于首列圆元素与尾列圆元素的中间列圆元素，采用最小二乘法将首列圆元素上的第一圆元素1的圆心与第五圆元素5的圆心拟合到首列第二直线12上，将尾列圆元素上的第四圆元素4的圆心与第八圆元素8的圆心拟合到尾列第二直线13上，再次利用最小二乘法将首列第二直线12与尾列第二直线13拟合中分形成列中分直线14(再次减小两组圆在一个坐标轴方向上加工位置误差的影响)，将行中分直线11与列中分直线14相交得到交点15，以该交点15为构建该坐标系的原点，以垂直加工面的方向为第一轴方向、以行中分直线11所在的方向为第二轴方向和以列中分直线14所在的方向为第三轴方向构建该坐标系用于均衡各方向上的圆元素的极角与极径误差，可以正确反映出被测圆元素的相互位置关系，如图5所示，再根据图纸上的各圆元素的圆心之间的距离以及各圆元素的极角以及极径进行标注，修改各圆元素的理论值(包括极角与极径)，在利用Rational-DMIS测量软件进行评价各圆元素的理论值，得出各圆元素的位置度。

需要明确的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同或相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。本发明并不局限于上文所描述并在图中示出的特定步骤和结构。并且，为了简明起见，这里省略对已知方法技术的详细描述。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不限制于本申请。在不脱离本发明的范围的情况下对于本领域技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围内。

Claims (8)

1.一种获取无基准位置度的方法，用于获取加工件上多个孔的位置度，其特征在于，包括：

步骤1，所述加工件的加工面上被加工出多个均匀布置的所述孔；

步骤2，通过三坐标测量机测量所述加工件的加工面；

步骤3，通过所述加工面构建坐标系；

步骤4，通过所述坐标系来修改所述孔在所述加工面上理论值；

步骤5，通过Rational-DMIS测量软件根据该理论值得出所述位置度；

所述步骤3中的所述坐标系的构建步骤包括：

步骤31，以所述加工面作为基准面，将各所述孔投影到所述基准面上，形成多个均匀布置于所述基准面上的圆元素，多个所述圆元素呈多行以及多列的形式分布在所述基准面上；

步骤32，将同一行的多个所述圆元素的圆心通过拟合公式拟合到第一直线上，将同一列的多个所述圆元素的圆心通过所述拟合公式将拟合到第二直线上；

步骤33，将首尾两行的第一直线进行拟合得到行中分直线，将首尾两列的第二直线进行拟合得到列中分直线，所述行中分直线与所述列中分直线相交得到交点；

步骤34，以所述基准面的垂直方向为第一轴方向，以所述行中分直线所在的方向以及所述列中分直线所在的方向分别作为第二轴方向与第三轴方向，且以所述交点为所述第一轴方向、第二轴方向以及第三轴方向的共同原点构建所述坐标系；

所述步骤4还包括：

步骤41，根据所述行中分直线的位置修改所述第一直线的位置，将同一行上的多个所述圆元素的圆心修改至所述第一直线上，根据所述列中分直线的位置修改所述第二直线的位置，将同一列上的多个所述圆元素的圆心修改至所述第二直线上；

步骤42，将步骤41中的内容绘制到图纸上，并在所述图纸上对各所述圆元素的理论值进行修改。

2.根据权利要求1所述的获取无基准位置度的方法，其特征在于，在所述步骤42中，在所述图纸上标注同一行上的相邻两个圆元素的圆心之间的距离以及同一列上的相邻两个圆元素的圆心之间的距离值。

3.根据权利要求1所述的获取无基准位置度的方法，其特征在于，在所述步骤42中，在所述图纸上标注各所述圆元素的圆心到同一列上相邻所述圆元素的圆心的连线与到同一行上相邻所述圆元素的圆心的连线的角度值。

4.根据权利要求1-3任意一项所述的获取无基准位置度的方法，其特征在于，所述步骤5包括将所述图纸导入用于测量位置度的所述Rational-DMIS测量软件中，得出各所述圆元素的所述位置度。

5.根据权利要求1所述的获取无基准位置度的方法，其特征在于，所述步骤31中的多个所述圆元素呈两行以及四列分布在所述基准面上，两行所述圆元素相互平行，各行所述圆元素均包括四个，四列 所述圆元素相互平行，各列所述圆元素包括两个。

6.根据权利要求1所述的获取无基准位置度的方法，其特征在于，在所述基准面内，各所述圆元素相互平行且高度相同，且各所述圆元素的向量与所述基准面的向量一致。

7.根据权利要求1所述的获取无基准位置度的方法，其特征在于，所述拟合公式为最小二乘法。

8.根据权利要求4所述的获取无基准位置度的方法，其特征在于，所述Rational-DMIS测量软件还能够输出具有各圆元素的理论坐标与所述位置度的图形报告。

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