CN112729214A - 一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法 - Google Patents

一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及零件变形测量的技术领域，特别是涉及一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法,包括试验测试过程、测量准备过程和测量实施过程。所述试验测试过程包括制作多组试验件和确定变形系数；所述测量准备过程包括确定坐标原点为零件重心、换算原始基准点坐标和修正基准点坐标，所述测量实施过程包括测量基准点坐标、基准点拟合建系与零件外形测量。通过本方法，能有效解决复材零件脱模前后理论基准点偏移造成的测量结果不准确的问题。

Description

一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法
技术领域
本发明涉及零件变形测量的技术领域，特别是涉及一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法。
背景技术
现有技术中，对于已脱模复材零件，零件自身基准会因固化产生一定变形，使得自身基准产生些许偏移，造成以该基准建立坐标系产生些许偏移，致使对后续测量结果造成影响。而现有方法通常忽略到这种变形影响，直接使用该基准建立坐标系，进而测量数据，会造成数据测量不准确的情况发生。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，能有效解决复材零件脱模前后理论基准点偏移造成的测量结果不准确的问题。
本发明是通过采用下述技术方案实现的：
一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.制作若干组试验件，所述试验件为具有厚度的平板状结构；
b.确定变形系数：
b1.得到同组试验数据：将试验件的重心位置设为坐标系的原点，所述试验件的长宽高分别为(x1,y1,z1)，将试验件固化脱模后，该试验件的长宽高变为(x2,y2,z2)；
b2.求解步骤b1中得到的同组试验数据中的三个方向上的变形系数：
Figure BDA0002802746600000011
所述Kx为x方向变形系数，Ky为y方向变形系数，Kz为z方向变形系数；
b3.重复步骤b1和b2，进行若干组试验，得到若干组试验数据，分别求解出三个方向上的平均变形系数：
Figure BDA0002802746600000012
和
Figure BDA0002802746600000013
c.确定坐标原点：建立测量坐标系，将实测零件的重心位置G作为测量坐标系的原点(0,0,0)；
d.换算原始基准点坐标:根据实际的零件重心位置G点的坐标，将零件上原始基准点坐标换算为在测量坐标系中相对于重心位置G点的坐标点，所述原始基准点A为(xa,ya,za)；
e.修正基准点坐标:脱模后原始基准点A(xa,ya,za)变为修正基准点Aa1(xa1,ya1,za1)，且：
Figure BDA0002802746600000021
f.测量脱模后的基准点坐标，形成测量数据B；
g.基准点拟合建系：将修正基准点Aa1作为新的理论坐标点，并与测量数据B进行点到点的基准点拟合，统一测量坐标系；
h.零件外形测量：根据步骤g中的坐标系，对零件的外形进行测量，获得测量数据。
所述步骤c中实际的零件重心位置G点的坐标和零件上原始基准点坐标通过在数模中进行查询得到。
所述基准点包括零件上有装配关系的孔位。
所述步骤f和步骤h中，通过激光跟踪仪进行测量脱模后的基准点坐标和零件的外形测量。
所述试验件与实际零件的材料和制作工艺都相同。
与现有技术相比，本发明的有益效果表现在：
1、本方法通过制作多组典型结构复材件，测得零件脱模前后在x、y与z三个方向上的变形比例，求得其变形系数，为以后测量同类复材零件提供理论数据依据。基于试验数据修正基准点坐标的测量方法降低了零件固化变形产生的基准偏移影响，减小了建立坐标系时的拟合误差，进而降低了最终测量结果的测量误差，达到测量结果更加真实可信的效果。
2、本方法中，采用复材零件重心位置G点作为测量坐标系原点，位置唯一且找重心的方法简单、快速，能满足后续修正坐标提供理论依据、统一坐标系与数值转换的要求。
3、本方法中，试验件为具有厚度的平板状结构，使得变形系数的确定方法更加简单，确定的变形系数也准确。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1为本发明的流程结构示意图。
具体实施方式
实施例1
作为本发明基本实施方式，本发明包括一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，包括以下步骤：
a.制作若干组试验件，所述试验件为具有厚度的平板状结构。
b.确定变形系数：
b1.得到同组试验数据：将试验件的重心位置设为坐标系的原点，所述试验件的长宽高分别为(x1,y1,z1)，将试验件固化脱模后，该试验件的长宽高变为(x2,y2,z2)；
b2.求解步骤b1中得到的同组试验数据中的三个方向上的变形系数：
Figure BDA0002802746600000031
所述Kx为x方向变形系数，Ky为y方向变形系数，Kz为z方向变形系数；
b3.重复步骤b1和b2，进行若干组试验，得到若干组试验数据，分别求解出三个方向上的平均变形系数：
Figure BDA0002802746600000032
和
Figure BDA0002802746600000033
c.确定坐标原点：建立测量坐标系，将实测零件的重心位置G作为测量坐标系的原点(0,0,0)。
d.换算原始基准点坐标:根据实际的零件重心位置G点的坐标，将零件上原始基准点坐标换算为在测量坐标系中相对于重心位置G点的坐标点，所述原始基准点A为(xa,ya,za)。
e.修正基准点坐标:脱模后原始基准点A(xa,ya,za)变为修正基准点Aa1(xa1,ya1,za1)，且：
Figure BDA0002802746600000034
f.测量脱模后的基准点坐标，形成测量数据B。
g.基准点拟合建系：将修正基准点Aa1作为新的理论坐标点，并与测量数据B进行点到点的基准点拟合，统一测量坐标系，(如回飞机坐标系，则可利用重心点再次返回)。
h.零件外形测量：根据步骤g中的坐标系，对零件的外形进行测量，获得测量数据。
实施例2
作为本发明最佳实施方式，参照说明书附图1，本发明包括一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法,包括试验测试过程、测量准备过程和测量实施过程。所述试验测试过程包括制作多组试验件和确定变形系数；所述测量准备过程包括确定坐标原点为零件重心、换算原始基准点坐标和修正基准点坐标，所述测量实施过程包括测量基准点坐标、基准点拟合建系与零件外形测量。
该测量方法具体包括以下步骤：
a.制作若干组试验件：针对某种复材零件与其工装，通过均选取相同的材料，采用相同的工艺制作一定数量的试验件，例如具有一定厚度的试验件平板。用于研究脱模后试验件在不同方向的变形比例。
b.确定变形系数：
b1.得到同组试验数据：将试验件的重心位置设为坐标系的原点(0,0,0)，所述试验件的长宽高分别为(x1,y1,z1)，将试验件固化脱模后，该试验件的长宽高变为(x2,y2,z2)；
b2.求解步骤b1中得到的同组试验数据中的三个方向上的变形系数：
Figure BDA0002802746600000041
所述Kx为x方向变形系数，Ky为y方向变形系数，Kz为z方向变形系数；
b3.重复步骤b1和b2，进行若干组试验，得到若干组试验数据，分别求解出三个方向上的平均变形系数：
Figure BDA0002802746600000042
和
Figure BDA0002802746600000043
c.确定坐标原点：建立测量坐标系，将实测零件的重心位置G作为测量坐标系的原点(0,0,0)，该零件的重心位置G可在数模中查询。
d.换算原始基准点坐标:根据数模中给出实际的零件重心位置G点的坐标，将零件上一系列原始基准点坐标换算为在测量坐标系中相对于重心位置G点的坐标点，所述原始基准点A为(xa,ya,za)；
e.修正基准点坐标:脱模后原始基准点A(xa,ya,za)变为修正基准点Aa1(xa1,ya1,za1)，且：
Figure BDA0002802746600000051
f.测量脱模后的基准点坐标:利用激光跟踪仪等测量设备，对脱模后的复材零件上的基准点进行测量，形成测量数据B。
g.基准点拟合建系：将修正基准点Aa1作为新的理论坐标点，并与测量数据B在Spatial Analyzer等软件进行点到点的基准点拟合，统一测量坐标系，使脱模前后的坐标系保持一致。一般基准点为7个点级以上为最佳。零件上一些有装配关系的孔位也可作为基准点使用。如回飞机坐标系，则可利用重心点再次返回。通过基准点拟合在测量零件上可以更为快速、准确的回归到飞机坐标系中。
h.零件外形测量：根据步骤g中的坐标系，利用激光跟踪仪等测量设备，对零件的外形进行测量，获得测量数据。
综上所述，本领域的普通技术人员阅读本发明文件后，根据本发明的技术方案和技术构思无需创造性脑力劳动而作出的其他各种相应的变换方案，均属于本发明所保护的范围。

Claims (5)

1.一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，其特征在于：包括以下步骤：
a.制作若干组试验件，所述试验件为具有厚度的平板状结构；
b.确定变形系数：
b1.得到同组试验数据：将试验件的重心位置设为坐标系的原点，所述试验件的长宽高分别为(x1,y1,z1)，将试验件固化脱模后，该试验件的长宽高变为(x2,y2,z2)；
b2.求解步骤b1中得到的同组试验数据中的三个方向上的变形系数：
Figure FDA0002802746590000011
所述Kx为x方向变形系数，Ky为y方向变形系数，Kz为z方向变形系数；
b3.重复步骤b1和b2，进行若干组试验，得到若干组试验数据，分别求解出三个方向上的平均变形系数：
Figure FDA0002802746590000012
和
Figure FDA0002802746590000013
c.确定坐标原点：建立测量坐标系，将实测零件的重心位置G作为测量坐标系的原点(0,0,0)；
d.换算原始基准点坐标:根据实际的零件重心位置G点的坐标，将零件上原始基准点坐标换算为在测量坐标系中相对于重心位置G点的坐标点，所述原始基准点A为(xa,ya,za)；
e.修正基准点坐标:脱模后原始基准点A(xa,ya,za)变为修正基准点Aa1(xa1,ya1,za1)，且：
Figure FDA0002802746590000014
f.测量脱模后的基准点坐标，形成测量数据B；
g.基准点拟合建系：将修正基准点Aa1作为新的理论坐标点，并与测量数据B进行点到点的基准点拟合，统一测量坐标系；
h.零件外形测量：根据步骤g中的坐标系，对零件的外形进行测量，获得测量数据。
2.根据权利要求1所述的一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，其特征在于：所述步骤c中实际的零件重心位置G点的坐标和零件上原始基准点坐标通过在数模中进行查询得到。
3.根据权利要求2所述的一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，其特征在于：所述基准点包括零件上有装配关系的孔位。
4.根据权利要求1或3所述的一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，其特征在于：所述步骤f和步骤h中，通过激光跟踪仪进行测量脱模后的基准点坐标和零件的外形测量。
5.根据权利要求4所述的一种基于试验数据修正基准点坐标的测量方法，其特征在于：所述试验件与实际零件的材料和制作工艺都相同。
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