CN112762840A - 一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法 - Google Patents

一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，包括：在三坐标测量设备的测量范围内建立完整坐标系，运用三坐标测量设备测量榫槽的上表面、前表面，将前表面沿其法线负方向后退一定距离后得到测量平面；建立精建坐标系再次数模对齐操作，数模上选取榫槽的前表面，之后将前表面沿其法线负方向后退一定距离，得到理论平面，选取数模圆元素得到左圆、右圆，理论平面分别相交于左圆、右圆，得到第二左前点、第二右前点的理论坐标，并计算出理论第二左前点、第二右前点的实际坐标；将完整坐标系的测量数据与对应精建坐标系再次数模对齐的理论数模进行拟合处理。本发明实施例的榫槽轮廓度测量方法具有测量结果准确、测量过程方便的优点。

Description

一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法
技术领域
本发明涉及榫槽轮廓度测量技术领域，特别是涉及一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法。
背景技术
发动机叶片装在轮盘的榫槽中时，必须采用锁紧装置将叶片牢牢固定，防止叶片由榫槽中窜出。国内外发动机在研制与使用中，曾出现过叶片甩离轮盘击穿机匣、打坏其他机上设备造成严重甚至灾难性故障的事例。
榫槽的轮廓度加工是否合格直接关系到发动机是否正常工作。因此，精确测量榫槽轮廓度是本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
(1)要解决的技术问题
本发明实施例提供了一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，通过建立完整坐标系，数模对齐后，数模上选取出榫槽曲线。具有准确测量榫槽轮廓度的优点。
(2)技术方案
本发明的实施例提出了一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，包括：在三坐标测量设备的测量范围内建立完整坐标系，运用三坐标测量设备测量榫槽的上表面、前表面，将前表面沿其法线负方向后退一定距离后得到测量平面，在测量平面内设定测第一左前点、第一右前点并测量第一左前点、第一右前点的坐标值，然后计算出第一左前点与第一右前点的测量中分点；
建立精建坐标系再次数模对齐操作，数模上选取榫槽的前表面，之后将前表面沿其法线负方向后退一定距离，得到理论平面，选取数模圆元素得到左圆、右圆，理论平面分别相交于左圆、右圆，得到第二左前点、第二右前点的理论坐标，并计算出理论第二左前点、第二右前点的实际坐标，使用元素实际值计算出第二左前点、第二右前点的理论中分点；
将完整坐标系的测量数据与对应精建坐标系再次数模对齐的理论数模进行拟合处理。
进一步地，前表面沿其法线负方向后退2mm后得到测量平面。
进一步地，建立完整坐标系时第一左前点的Z坐标为0，X深度设为-2，使用操作盒沿Y方向尽量接近所测位置，三坐标测量设备数显Y坐标即为所输入数值，IJK为点所在数模表面的方向。
进一步地，点所在数模表面的方向Y轴正向。
进一步地，第一右前点的坐标设置方法与第一左前点的坐标设置方法相同。
进一步地，建立精建坐标系过程使用坐标系平移，将理论中分点放入YZ原点，X轴方向不变，再次数模对其操作。
进一步地，所述拟合处理包括：在数模上截取榫槽任一截面曲线，在起点、路径点、终点分别点击，将X轴坐标改为相同值即可形成二维曲线，曲线自动测量即可看到测量点在曲线上的分布。
进一步地，还包括测量结束后输出FORM报告。
进一步地，建立精建坐标系时沿法线负方向后退距离与建立完整坐标系前表面沿其线负方向后退距离相等。
(3)有益效果
本发明实施例首先通过建立完整坐标系，然后数模对齐后在数模上选取出榫槽曲线，将完整坐标系的测量数据的曲线与对应精建坐标系再次数模对齐的理论数模曲线进行比较，能看出加工趋势一致，两条线相同位置都是正或负值。
本发明实施例的榫槽轮廓度测量方法具有测量结果准确、测量过程方便的优点。
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是本发明一实施例中建立完整坐标系时的过程图。
图2是本发明一实施例中建立精建坐标系时的过程图。
图3是本发明一实施例中榫槽轮廓度测量方法的测量点分布示意图。
图4是本发明一实施例中榫槽轮廓度测量方法的轮廓度输出报告示意图。
图中：上表面1、前表面2、测量平面3、第一左前点4、第一右前点5、测量中分点6、理论平面7、左圆8、右圆9、第二左前点10、第二右前点11、理论中分点12。
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。
参阅附图1和附图2所示，根据本发明实施例一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，包括：在三坐标测量设备的测量范围内建立完整坐标系，运用三坐标测量设备测量榫槽的上表面1、前表面2，将前表面2沿其法线负方向后退一定距离后得到测量平面3，在测量平面3内设定测第一左前点4、第一右前点5并测量第一左前点4、第一右前点5的坐标值，然后计算出第一左前点4与第一右前点5的测量中分点6；建立精建坐标系再次数模对齐操作，数模上选取榫槽的前表面2，之后将前表面2沿其法线负方向后退一定距离，得到理论平面7，选取数模圆元素得到左圆8、右圆9，理论平面7分别相交于左圆8、右圆9，得到第二左前点10、第二右前点11的理论坐标，并计算出理论第二左前点10、第二右前点11的实际坐标，使用元素实际值计算出第二左前点10、第二右前点11的理论中分点12；将完整坐标系的测量数据与对应精建坐标系再次数模对齐的理论数模进行拟合处理。
在本发明实施例中，首先，参阅附图1所示，在三坐标测量设备的测量范围内建立完整坐标系，运用三坐标测量设备测量榫槽的上表面1、前表面2，将前表面2沿其法线负方向后退一定距离后得到测量平面3，在测量平面3内设定测第一左前点4、第一右前点5并测量第一左前点4、第一右前点5的坐标值，然后计算出第一左前点4与第一右前点5的测量中分点6；然后，参阅附图2所示，建立精建坐标系再次数模对齐操作，数模上选取榫槽的前表面2，之后将前表面2沿其法线负方向后退一定距离，得到理论平面7，选取数模圆元素得到左圆8、右圆9，理论平面7分别相交于左圆8、右圆9，得到第二左前点10、第二右前点11的理论坐标，并计算出理论第二左前点10、第二右前点11的实际坐标，使用元素实际值计算出第二左前点10、第二右前点11的理论中分点12；最后，将完整坐标系的测量数据与对应精建坐标系再次数模对齐的理论数模进行拟合处理。
综上所述，本发明实施例首先通过建立完整坐标系，然后数模对齐后，在数模上选取出榫槽曲线，将完整坐标系的测量数据的曲线与对应精建坐标系再次数模对齐的理论数模曲线进行比较，能看出加工趋势一致，两条线相同位置都是正或负值。
具体的，根据本发明的又一实施例的三坐标测量榫槽轮廓度的方法中，前表面2沿其法线负方向后退2mm后得到测量平面3。当然，在本发明中前表面2沿其法线负方向后退距离还可以为其他值，如4mm，5mm，6mm等等，其不应构成对本申请的限制。但当本发明的实施例中前表面2沿其法线负方向后退一定距离后得到测量平面3与本发明实施例前表面2沿其法线负方向后退得到理论平面7的距离相等。这样可以确保测量平面3的测量位置与理论平面7的理论位置处于相同的位置。
具体的，建立完整坐标系时第一左前点的Z坐标为0，X深度设为-2，使用操作盒沿Y方向尽量接近所测位置，三坐标测量设备数显Y坐标即为所输入数值，IJK为点所在数模表面的方向，点所在数模表面的方向Y轴正向(0，1，0)。
进一步地，在本发明的又一个实施例中，第一右前点5的坐标设置方法与第一左前点4的坐标设置方法相同。
进一步地，根据本发明的又一个实施例中，建立精建坐标系过程使用坐标系平移，将理论中分点12放入YZ原点，X轴方向不变，再次数模对其操作。该步骤将完整坐标系的原点改为精建坐标系的原点，自动测量原点位置，坐标系建立更科学、更精确。
进一步地，根据本发明的又一个实施例中，所述拟合处理包括：在数模上截取榫槽任一截面曲线，在起点、路径点、终点分别点击，将X轴坐标改为相同值即可形成二维曲线，曲线自动测量即可看到测量点在曲线上的分布。本发明实施例创造性地使用了三点线，在起点、路径点、终点分别点击，将X轴坐标改为相同值即可形成二维曲线，曲线右键自动测量即可看到测量点在曲线上的分布，最后，产生的曲线可以观察，将多个曲线放入报告方便比较加工趋势。
进一步地，还包括测量结束后输出FORM报告，输出FORM报告以后产生的曲线可以观察，将多个曲线放入报告方便比较加工趋势。
进一步地，建立精建坐标系时前表面2沿法线负方向后退距离与建立完整坐标系前表面2沿其线负方向后退距离相等，这样可以确保测量平面3的测量位置与理论平面7的理论位置处于相同的位置。
下面以另一个实施例来说明本发明。
如图1所示，首先先测量上表面1、前表面2，之后将前表面2沿其法线负方向后退2mm得到测量平面3，由于数模还未对齐到机床实际测量位置，所以需要设定理论上的第一左前点4、第一右前点5的坐标值。先将测量平面3建立完整坐标系，设其为Z轴原点，设定上表面1为X轴原点。第一左前点4的Z坐标为0，X为深度设为-2，使用操作盒沿Y方向尽量接近所测位置附近，软件数显Y坐标即为所输入数值，IJK为点所在数模表面的方向，设置为沿Y轴正向(0，1，0)。第一右前点5同样如此设置。方向为Y轴负向(0，-1，0)。将接近回退距离设为5mm。之后机床按照理论点坐标自动测量第一左前点4、第一右前点5。机床在距离点方向的5mm处开始缓慢靠近，碰到点就计数。用此方法的好处是给理论点一个大致位置，机器可以自动测量，测量出的结果X与Z坐标方向变动很少，能在XZ不变的情况下找到实际需要的Y坐标，相比直接用操作盒手动目测找点，XZ轴坐标不能锁定住，此方式得到的第一左前点4、第一右前点5更精确。之后使用构造中分功能，产生第一左前点4与第一右前点5的测量中分点6。
接着，建立完整坐标系，上表面1设为X轴，且为X轴原点，前表面2为Z轴，测量中分点6为YZ原点。进行数模对齐步骤即可对应到实际测量位置。
然后，进行精建坐标系，目的是再次找正数模实际位置。如图2所示，测量上表面1、前表面2，之后将前表面2沿其法线负方向后退2mm，得到理论平面7，选取数模上圆元素得到左圆8、右圆9，理论平面7分别相交于左圆8、右圆9，得到第二左前点10、第二右前点11的理论坐标，软件自动测量第二左前点10、第二右前点11得到实际坐标，使用元素实际值计算出以上两点的理论中分点12。
精建坐标系建立过程为：使用坐标系平移，将理论中分点12放入YZ原点即可，X轴方向不变为0。再次数模对其操作。此步骤将完整坐标系的原点改为精建坐标系的原点。自动测量原点位置，坐标系建立更科学更精确。
在数模上截取榫槽某一截面曲线。使用三点线，在起点、路径点、终点分别点击，将X轴坐标改为相同值即可形成二维曲线。使用此方式选取截面方便快捷，如果单独选取是直线-圆弧-直线这种基础元素，使操作繁琐，评价结果时也不直观，都是断断续续的元素。
如图3所示，软件自动测量功能中测量点在曲线上的分布，曲线右键自动测量即可看到测量点在曲线上的分布，点击测量曲线即可。使用公差最大距离方式，相比等距离或固定点数，此优点是曲率大的地方测量密集，较为平缓的地方，测点可以设置相对稀疏，对不同位置重视程度不同，既节省时间，也能测到更重要的位置。
如图4所示，使用Rational-DMIS软件评价两段榫槽线轮廓度，使用FORM误差观察每段榫槽的实际测量情况。测量结束后可以输出报告，两条曲线报告可以放在一个界面对比看，能看出加工趋势一致，两条线相同位置都是正或负值，还可以看到不同位置数值大小，观察数据直观方便。
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。对于方法的实施例而言，相关之处可参见设备实施例的部分说明。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 (9)

1.一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，包括：
在三坐标测量设备的测量范围内建立完整坐标系，运用三坐标测量设备测量榫槽的上表面、前表面，将前表面沿其法线负方向后退一定距离后得到测量平面，在测量平面内设定测第一左前点、第一右前点并测量第一左前点、第一右前点的坐标值，然后计算出第一左前点与第一右前点的测量中分点；
建立精建坐标系再次数模对齐操作，数模上选取榫槽的前表面，之后将前表面沿其法线负方向后退一定距离，得到理论平面，选取数模圆元素得到左圆、右圆，理论平面分别相交于左圆、右圆，得到第二左前点、第二右前点的理论坐标，并计算出理论第二左前点、第二右前点的实际坐标，使用元素实际值计算出第二左前点、第二右前点的理论中分点；
将完整坐标系的测量数据与对应精建坐标系再次数模对齐的理论数模进行拟合处理。
2.根据权利要求1所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，前表面沿其法线负方向后退2mm后得到测量平面。
3.根据权利要求2所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，建立完整坐标系时第一左前点的Z坐标为0，X深度设为-2，使用操作盒沿Y方向尽量接近所测位置，三坐标测量设备数显Y坐标即为所输入数值，IJK为点所在数模表面的方向。
4.根据权利要求3所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，点所在数模表面的方向为Y轴正向方向。
5.根据权利要求3所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，第一右前点的坐标设置方法与第一左前点的坐标设置方法相同。
6.根据权利要求1所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，建立精建坐标系过程使用坐标系平移，将理论中分点放入YZ原点，X轴方向不变，再次数模对其操作。
7.根据权利要求1所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，所述拟合处理包括：在数模上截取榫槽任一截面曲线，在起点、路径点、终点分别点击，将X轴坐标改为相同值即可形成二维曲线，曲线自动测量即可看到测量点在曲线上的分布。
8.根据权利要求1所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，还包括测量结束后输出FORM报告。
9.根据权利要求1所述的一种三坐标测量榫槽轮廓度的方法，其特征在于，建立精建坐标系时沿法线负方向后退距离与建立完整坐标系前表面沿其线负方向后退距离相等。
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