CN114193231A - 一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法 - Google Patents

一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，属于蒙皮数控锪窝技术领域。方法包括：1)初始化理论数据；2)计算迭代收敛条件；3)计算底孔孔位测量点位；4)计算孔周曲面测量点位；5)执行在机测量；6)求解并更新孔口坐标与法矢、孔周平面度；7)判断测量是否收敛；8)迭代测量直到测量收敛或达到指定测量次数；9)根据孔周平面度调节孔口轴向位置；10)输出测量结果。本发明可在数控锪窝加工前，通过机床配备的探头，准确获取待锪窝底孔的位置信息及法矢信息，从而提高数控锪窝的窝、孔同轴度及窝深精度。

Description

一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法
技术领域
本发明涉及蒙皮数控锪窝技术领域，具体涉及一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法。
背景技术
蒙皮是飞机、导弹等飞行器的一类典型零件，主要用于构成飞行器的气动外形。蒙皮与飞行器机体主要通过铆钉连接，而铆钉钉头的凹凸量受蒙皮窝孔深度与垂直度影响，铆钉凹凸量大小将影响飞行器的气动外形及隐身性能，需要严格控制。
蒙皮窝孔是铆钉与蒙皮的装配孔，其窝孔深度、窝孔与外形面的垂直度都将影响铆钉装配质量。蒙皮窝孔的加工方式一般为先钻底孔，再锪窝，为保证蒙皮可装配性及加工效率，钻底孔在蒙皮装配环节进行，锪窝在后续的二次数控加工中进行。在蒙皮数控锪窝的过程中，由于蒙皮需重新装夹，底孔相对于其理论位置将发生一定程度的偏移与倾斜，锪窝加工前，必须准确获取底孔的孔口位置，从而确定实际锪窝的位置、角度、深度，保证窝孔加工质量。
当前，蒙皮数控锪窝的主要方式仍以按底孔的理论位置进行锪窝加工为主，未考虑重新装夹带来的各种误差，锪窝质量较差，无法满足高精度装配的质量要求。另外一种精度较高的方法为测量后加工，即将蒙皮在专用工装上装夹后，使用测量机按待锪窝孔理论位置对底孔进行测量，再以实测位置进行锪窝加工，但测量机测量底孔时，仅能获取孔轴线上一点，无法准确获取底孔孔口位置，因此，无法准确控制底孔法矢方向与锪窝的深度。
发明内容
为了解决现有技术中数控锪窝过程中窝、孔同轴度差，窝深波动大的问题本发明提供了一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，该方法能够准确获取底孔孔口位置及法矢，提高数控锪窝窝深精度和窝孔与外形面垂直度，实现蒙皮数控高精度锪窝。
为了实现上述发明目的，本发明的技术方案如下：
一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）初始化理论数据：读取底孔孔位理论位置
Figure 908289DEST_PATH_IMAGE001
、法矢
Figure 706481DEST_PATH_IMAGE002
、直径
Figure 311905DEST_PATH_IMAGE003
； 初始化锪窝深度
Figure 246363DEST_PATH_IMAGE004
、锪窝角度
Figure 911831DEST_PATH_IMAGE005
、底孔处蒙皮厚度
Figure 197319DEST_PATH_IMAGE006
、同轴度公差
Figure 340855DEST_PATH_IMAGE007
、窝深深度公差
Figure 395399DEST_PATH_IMAGE008
；并 将底孔孔口圆心坐标初始化为
Figure 559664DEST_PATH_IMAGE009
，底孔孔口处法矢初始化为
Figure 942235DEST_PATH_IMAGE010
，允许最大迭代 测量次数N，当前测量次数i=1；
2）根据理论数据，计算用于判断迭代是否收敛的位置偏差阈值
Figure 14096DEST_PATH_IMAGE011
和轴线角度偏差 阈值
Figure 61162DEST_PATH_IMAGE012
；
3）基于底孔孔口圆心坐标
Figure 927487DEST_PATH_IMAGE013
，计算底孔孔位测量点位和孔周曲面测量点位；
4）执行在机测量，获取底孔孔位与孔周曲面的实际点位测量结果；
5）根据测量结果求解并更新孔口圆心坐标
Figure 62933DEST_PATH_IMAGE014
与法矢
Figure 672906DEST_PATH_IMAGE015
、孔周平面度
Figure 842987DEST_PATH_IMAGE016
；
6）判断测量是否收敛：计算孔口位置偏差
Figure 880214DEST_PATH_IMAGE017
，角度偏差
Figure 502956DEST_PATH_IMAGE018
， 若
Figure 916620DEST_PATH_IMAGE019
且
Figure 675628DEST_PATH_IMAGE020
，则测量已收敛，收敛则执行步骤8）；否则执行步骤7）；
7）迭代测量直到测量收敛或达到指定测量次数：若当前测量次数i<N，则i=i+1，继续执行步骤3）至步骤6）；若n≥N，则执行步骤8）；
8） 孔口位置微调：应用孔周平面度的测量结果，微调并更新底孔孔口坐标
Figure 149335DEST_PATH_IMAGE021
；
9）输出测量结果：输出底孔孔口坐标
Figure 993794DEST_PATH_IMAGE022
，底孔孔口法矢
Figure 945570DEST_PATH_IMAGE023
。
进一步的，步骤3）中选取底孔孔位测量点位，具体包括：
过点
Figure 824664DEST_PATH_IMAGE024
作
Figure 203693DEST_PATH_IMAGE025
的法平面
Figure 535448DEST_PATH_IMAGE026
，在平面
Figure 494177DEST_PATH_IMAGE026
内，若
Figure 352411DEST_PATH_IMAGE025
与向量
Figure 57935DEST_PATH_IMAGE027
的夹角大于30°， 则以
Figure 1621DEST_PATH_IMAGE025
为旋转轴，向量
Figure 170565DEST_PATH_IMAGE028
为起始方向，在理论圆周上等间距取n个测量点（n≥3）；若
Figure 883306DEST_PATH_IMAGE025
与向量
Figure 745083DEST_PATH_IMAGE029
夹角小于等于30°，则以
Figure 441643DEST_PATH_IMAGE025
为旋转轴，向量
Figure 148699DEST_PATH_IMAGE030
为起始方向，在理论圆 周上等间距取n个测量点（n≥3）。
进一步的，步骤2）中所述的位置偏差阈值
Figure 981526DEST_PATH_IMAGE031
，轴线偏差阈值
Figure 14204DEST_PATH_IMAGE032
按如下方法确定：
Figure 932482DEST_PATH_IMAGE033
。
进一步的，步骤3）中选取孔周曲面测量点位，具体步骤如下：
S31、计算锪窝后理论孔周最大半径
Figure 443228DEST_PATH_IMAGE034
：
Figure 130562DEST_PATH_IMAGE035
；
S32、以
Figure 334141DEST_PATH_IMAGE036
为圆心，
Figure 474135DEST_PATH_IMAGE037
为半径，
Figure 382049DEST_PATH_IMAGE038
为圆所在平面法矢，确定锪窝后理论孔周；
S33、在圆平面内，若
Figure 799255DEST_PATH_IMAGE038
与向量
Figure 298369DEST_PATH_IMAGE039
夹角大于30°，则以
Figure 798096DEST_PATH_IMAGE038
为旋转轴，向量
Figure 775279DEST_PATH_IMAGE040
为起始方向，在锪窝后理论孔周上等间距取n个点（n≥3）；若
Figure 312571DEST_PATH_IMAGE038
与向量
Figure 982587DEST_PATH_IMAGE041
夹角小于等 于30°，则以
Figure 972539DEST_PATH_IMAGE038
为旋转轴，向量
Figure 18993DEST_PATH_IMAGE042
为起始方向，在理论圆周上等间距取n个点（n≥3）；
S34：将步骤S33中的取点沿
Figure 410791DEST_PATH_IMAGE038
方向投影至孔周曲面上，投影点即为孔周曲面测量 点，测量点法矢均为
Figure 251708DEST_PATH_IMAGE038
方向。
进一步的，步骤5）中所述的孔口圆心坐标
Figure 728957DEST_PATH_IMAGE043
及法矢
Figure 313522DEST_PATH_IMAGE044
的计算方法如下：
S51、根据底孔孔位的实际点位测量结果，使用最小二乘法拟合底孔孔位
Figure 559827DEST_PATH_IMAGE045
；
S52、根据孔周曲面的实际点位测量结果，使用最小二乘法拟合底孔孔口平面
Figure 571645DEST_PATH_IMAGE046
， 并令底孔法矢
Figure 270611DEST_PATH_IMAGE044
等于
Figure 862129DEST_PATH_IMAGE046
的法矢，孔周平面度
Figure 87574DEST_PATH_IMAGE047
等于平面
Figure 145660DEST_PATH_IMAGE046
的拟合误差；
S53、将
Figure 722135DEST_PATH_IMAGE045
沿
Figure 526798DEST_PATH_IMAGE044
投影到
Figure 606750DEST_PATH_IMAGE046
，投影点即为底孔孔口坐标
Figure 366896DEST_PATH_IMAGE043
。
进一步的，步骤8）中所述孔口坐标微调，是将孔口坐标沿着
Figure 165087DEST_PATH_IMAGE044
方向进行平移，平移 量
Figure 504933DEST_PATH_IMAGE048
：
Figure 704970DEST_PATH_IMAGE049
。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明所述方法，其在数控加工前，对底孔孔口位置、法矢进行在机测量，得到了底孔孔位、法矢的准确信息，极大提高了蒙皮数控锪窝的精度；
2、本发明所述方法，利用数控机床配备的探头对底孔孔口位置、法矢进行在机测量，避免了工件反复装夹引起的测量-加工状态不一致的问题，提高了底孔孔位的测量精度。同时，节省了专用测量设备，减少了加工流转，缩短了蒙皮数控锪窝的生产周期。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明初始理论数据定义示意图；
图3为本发明孔周曲面测量点位所在圆周的计算方法示意图；
图4为各测量点位与计算量示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“竖直”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例1
本实施例提供了一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，尤其适用于飞机蒙皮数控锪窝过程。如图1所示，步骤如下：
步骤一、初始化理论数据：如图2所示，读取底孔孔位理论位置
Figure 370438DEST_PATH_IMAGE050
、法矢
Figure 390346DEST_PATH_IMAGE051
、直径
Figure 799462DEST_PATH_IMAGE052
；初始化锪窝深度
Figure 854006DEST_PATH_IMAGE004
、锪窝角度
Figure 752692DEST_PATH_IMAGE053
、底孔处蒙皮厚度
Figure 400842DEST_PATH_IMAGE054
、同轴度公差
Figure 472703DEST_PATH_IMAGE055
、窝 深深度公差
Figure 257119DEST_PATH_IMAGE056
；并将底孔孔口圆心坐标初始化为
Figure 389023DEST_PATH_IMAGE057
，底孔孔口处法矢初始化为
Figure 258890DEST_PATH_IMAGE058
，允许最大迭代测量次数N，当前测量次数i=1。
步骤二、计算迭代收敛条件：依据理论数据，计算用于判断迭代是否收敛的位置偏 差阈值
Figure 134443DEST_PATH_IMAGE059
和轴线角度偏差阈值
Figure 36015DEST_PATH_IMAGE060
；
步骤三、计算底孔孔位测量点位：过点
Figure 338820DEST_PATH_IMAGE024
作
Figure 961563DEST_PATH_IMAGE025
的法平面
Figure 375226DEST_PATH_IMAGE026
，在平面
Figure 134235DEST_PATH_IMAGE026
内，若
Figure 342363DEST_PATH_IMAGE025
与向量
Figure 186822DEST_PATH_IMAGE061
的夹角大于30°，则以
Figure 607439DEST_PATH_IMAGE025
为旋转轴，向量
Figure 345588DEST_PATH_IMAGE062
为起始方向，在理论圆周上 等间距取n个测量点（n≥3）；若
Figure 865562DEST_PATH_IMAGE025
与向量
Figure 321951DEST_PATH_IMAGE063
夹角小于等于30°，则以
Figure 952784DEST_PATH_IMAGE025
为旋转轴，向量
Figure 811018DEST_PATH_IMAGE064
为起始方向，在理论圆周上等间距取n个测量点（n≥3）。
步骤四、计算孔周曲面测量点位：根据理论锪窝深度
Figure 501894DEST_PATH_IMAGE065
、锪窝角度
Figure 180000DEST_PATH_IMAGE066
，计算孔周曲面 测量点位，并使测量点位与锪窝后的理论孔周轮廓重合。
步骤五、执行在机测量：根据底孔孔位测量点位与孔周曲面测量点位，生成在机测量程序，执行在机测量后，分别生成底孔孔位与孔周曲面的测量结果。
步骤六、根据测量结果求解并更新孔口坐标与法矢、孔周平面度：根据底孔孔位测 量结果与孔周曲面测量结果，应用孔口坐标及法矢计算方法，计算孔口坐标
Figure 614523DEST_PATH_IMAGE014
及法矢
Figure 327264DEST_PATH_IMAGE015
，并 计算孔周平面度
Figure 180252DEST_PATH_IMAGE067
。
步骤七、判断测量是否收敛：计算孔口位置偏差
Figure 611233DEST_PATH_IMAGE068
，角度偏差
Figure 849448DEST_PATH_IMAGE069
， 若
Figure 416695DEST_PATH_IMAGE070
且
Figure 449373DEST_PATH_IMAGE071
，则测量已收敛，底孔孔口坐标
Figure 102072DEST_PATH_IMAGE072
，孔口法矢
Figure 878398DEST_PATH_IMAGE073
，执行步骤 九，否则执行步骤八。
步骤八、迭代测量直到测量收敛或达到指定测量次数：若当前测量次数i<N，则i=i+1，继续执行步骤三至步骤七；若n≥N，则执行步骤九。
步骤九、孔口位置微调：应用孔周平面度的测量结果，微调并更新底孔孔口坐标
Figure 565731DEST_PATH_IMAGE074
。
步骤十、输出测量结果：输出底孔孔口坐标
Figure 769310DEST_PATH_IMAGE074
，底孔孔口法矢
Figure 112567DEST_PATH_IMAGE075
。
实施例2
本实施例提供了一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，在实施例1的基础上，进 一步的，位置偏差阈值
Figure 551639DEST_PATH_IMAGE076
，轴线偏差阈值
Figure 968845DEST_PATH_IMAGE077
按如下方法确定：
Figure 467959DEST_PATH_IMAGE078
。
孔周曲面测量点位的计算方法，如图3和图4所示，具体步骤如下：
S31、计算锪窝后理论孔周最大半径
Figure 970616DEST_PATH_IMAGE079
：
Figure 213378DEST_PATH_IMAGE080
；
S32、以
Figure 750670DEST_PATH_IMAGE036
为圆心，
Figure 686265DEST_PATH_IMAGE082
为半径，
Figure 142129DEST_PATH_IMAGE038
为圆所在平面法矢，确定锪窝后理论孔周；
S33、在圆平面内，若
Figure 454162DEST_PATH_IMAGE038
与向量
Figure 845960DEST_PATH_IMAGE083
夹角大于30°，则以
Figure 686877DEST_PATH_IMAGE038
为旋转轴，向量
Figure 898547DEST_PATH_IMAGE084
为起始方向，在锪窝后理论孔周上等间距取n个点（n≥3）；若
Figure 686374DEST_PATH_IMAGE038
与向量
Figure 729417DEST_PATH_IMAGE085
夹角小于等 于30°，则以
Figure 944497DEST_PATH_IMAGE038
为旋转轴，向量
Figure 33676DEST_PATH_IMAGE086
为起始方向，在理论圆周上等间距取n个点（n≥3）；
S34、将步骤S33中的取点沿
Figure 31719DEST_PATH_IMAGE038
方向投影至孔周曲面上，投影点即为孔周曲面测量 点，测量点法矢均为
Figure 522743DEST_PATH_IMAGE038
方向。
优选的，孔口圆心坐标
Figure 580829DEST_PATH_IMAGE043
及法矢
Figure 891725DEST_PATH_IMAGE044
的计算方法，具体步骤如下：
S51、根据底孔孔位的实际点位测量结果，使用最小二乘法拟合底孔孔位
Figure 959038DEST_PATH_IMAGE087
；
S52、根据孔周曲面的实际点位测量结果，使用最小二乘法拟合底孔孔口平面
Figure 304569DEST_PATH_IMAGE088
， 并令底孔法矢
Figure 533556DEST_PATH_IMAGE044
等于
Figure 331748DEST_PATH_IMAGE046
的法矢，孔周平面度
Figure 940102DEST_PATH_IMAGE047
等于平面
Figure 140139DEST_PATH_IMAGE046
的拟合误差；
S53、将
Figure 540028DEST_PATH_IMAGE045
沿
Figure 825516DEST_PATH_IMAGE044
投影到
Figure 562527DEST_PATH_IMAGE046
，投影点即为底孔孔口坐标
Figure 492437DEST_PATH_IMAGE043
。
优选的，孔口坐标微调，是指将孔口坐标沿着
Figure 187861DEST_PATH_IMAGE044
方向进行平移，平移量
Figure 836011DEST_PATH_IMAGE090
：
Figure 907872DEST_PATH_IMAGE091
。
实施例3
下面通过具体的测量数据来说明本发明的一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，包括以下步骤：
步骤一、初始化理论数据：读取底孔孔位理论位置
Figure 692289DEST_PATH_IMAGE092
、法矢
Figure 824193DEST_PATH_IMAGE093
、直径
Figure 694060DEST_PATH_IMAGE095
=6mm。初始化锪窝深度
Figure 569612DEST_PATH_IMAGE096
=2.54mm、锪窝角度
Figure 474114DEST_PATH_IMAGE097
=108°、底孔处蒙皮厚 度
Figure 776919DEST_PATH_IMAGE099
=4.2mm、同轴度公差
Figure 134082DEST_PATH_IMAGE101
=0.05mm、窝深深度公差
Figure 547746DEST_PATH_IMAGE102
=0.05mm。并将底孔孔口圆心坐标初始 化为
Figure 303825DEST_PATH_IMAGE103
，底孔孔口处法矢初始化为
Figure 777532DEST_PATH_IMAGE104
，允 许最大迭代测量次数N=5，当前测量次数i=1。
步骤二、计算迭代收敛条件：依据理论数据，计算用于判断迭代收敛的轴线角度偏 差阈值
Figure 621991DEST_PATH_IMAGE105
与位置偏差阈值
Figure 42608DEST_PATH_IMAGE106
：
Figure 780757DEST_PATH_IMAGE107
；
求解可得：
Figure 300731DEST_PATH_IMAGE108
。
步骤三、计算底孔孔位测量点位：过点
Figure 757120DEST_PATH_IMAGE109
作
Figure 387953DEST_PATH_IMAGE110
的法平面
Figure 246187DEST_PATH_IMAGE111
，在平面
Figure 671484DEST_PATH_IMAGE112
内，则以
Figure 615169DEST_PATH_IMAGE113
为旋转轴，向量
Figure 315272DEST_PATH_IMAGE114
为起始方向，在理论圆周上 等间距取4个测量点（355.1648，-171.6622，17.4772），（353.1648，-169.6622，17.4772）， （351.1648，-171.6622，17.4772），（353.1648，-173.6622，17.4772）；
步骤四、计算孔周曲面测量点位：根据理论锪窝深度
Figure 762433DEST_PATH_IMAGE115
=2.54mm、锪窝角度
Figure 889789DEST_PATH_IMAGE116
=108°， 计算4个孔周曲面测量点位，其坐标值如下：（356.1653，-171.6622，17.4772），（353.1648，- 168.6617，17.4772），（350.1643，-171.6622，17.4772），（353.1648，-174.6627，17.4772）。
步骤五、执行在机测量：根据底孔孔位测量点位与孔周曲面测量点位，生成在机测量程序，执行在机测量后，分别生成底孔孔位与孔周曲面的测量结果：
底孔孔位测量结果：（355.1528，-171.6412，17.5772），（353.2648，-169.7622，17.2572），（351.2648，-171.5322，17.5272），（353.1848，-173.7122，17.4872）；
孔周曲面测量结果：（356.1653，-171.6622，17.9724），（353.1648，-168.6617，16.1422），（350.1643，-171.6622，17.2307），（353.1648，-174.6627，19.0384）。
步骤六、求解并更新孔口坐标与法矢、孔周平面度：根据底孔孔位测量结果与孔周 曲面测量结果，使用最小二乘法拟合底孔孔位
Figure 55192DEST_PATH_IMAGE117
（353.1548，-171.5622，17.6016），使用最 小二乘法拟合孔周平面
Figure 27827DEST_PATH_IMAGE118
，其法矢
Figure 860654DEST_PATH_IMAGE119
=（-0.1106，0.4319，0.8951），孔周平面度
Figure 907980DEST_PATH_IMAGE120
=0.152， 将
Figure 560678DEST_PATH_IMAGE117
沿
Figure 664901DEST_PATH_IMAGE044
投影到
Figure 227600DEST_PATH_IMAGE121
，投影点即为底孔孔口坐标
Figure 555813DEST_PATH_IMAGE122
（353.1654，-171.6644，17.5971）。
步骤七、判断测量是否收敛：计算孔口位置偏差
Figure 571174DEST_PATH_IMAGE123
：
Figure 10245DEST_PATH_IMAGE124
=0.1199>0.018
轴线偏差
Figure 427451DEST_PATH_IMAGE125
：
Figure 926566DEST_PATH_IMAGE126
=0.4622>0.09
执行步骤八。
步骤八、迭代测量直到测量收敛或达到指定测量次数：i=i+1=2，继续执行步骤三至步骤七；
迭代一次后，
Figure 429222DEST_PATH_IMAGE127
（353.1736，-171.6972，17.5292）
Figure 671985DEST_PATH_IMAGE128
=（-0.1106，0.4328，0.8946）
Figure 209277DEST_PATH_IMAGE129
=0.0758>0.018
Figure 613713DEST_PATH_IMAGE130
=0.0009<0.09
Figure 869245DEST_PATH_IMAGE131
=0.064
i=i+1=3, 继续执行步骤三至步骤七；
迭代两次后，
Figure 915699DEST_PATH_IMAGE132
（353.1736，-171.6971，17.5293）
Figure DEST_PATH_IMAGE133
=（-0.1106，0.4328，0.8946）
Figure 573076DEST_PATH_IMAGE134
=0.0001<0.018
Figure 286430DEST_PATH_IMAGE135
=0.0000<0.09
Figure 888312DEST_PATH_IMAGE136
=0.034
Figure DEST_PATH_IMAGE137
，
Figure 82664DEST_PATH_IMAGE138
，
Figure DEST_PATH_IMAGE139
，执行步骤九。
步骤九、孔口位置微调：
Figure 860127DEST_PATH_IMAGE140
=（353.1717，-171.6897，17.5445）。
步骤十、输出测量结果：输出底孔孔口坐标
Figure 871946DEST_PATH_IMAGE141
（353.1717，-171.6897，17.5445），底 孔孔口法矢
Figure 836491DEST_PATH_IMAGE142
（-0.1106，0.4328，0.8946）。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在说明书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可做出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (6)

1.一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，其特征在于，包括如下步骤：
1）初始化理论数据：读取底孔孔位理论位置
Figure 403540DEST_PATH_IMAGE001
、法矢
Figure 139414DEST_PATH_IMAGE002
、直径
Figure 541577DEST_PATH_IMAGE003
；初始化锪窝深度
Figure 679297DEST_PATH_IMAGE004
、锪窝角度
Figure 141502DEST_PATH_IMAGE005
、底孔处蒙皮厚度
Figure 630253DEST_PATH_IMAGE006
、同轴度公差
Figure 836106DEST_PATH_IMAGE007
、窝深深度公差
Figure 828333DEST_PATH_IMAGE008
；并将底孔孔口圆心坐标初始化为
Figure 461439DEST_PATH_IMAGE009
，底孔孔口处法矢初始化为
Figure 171907DEST_PATH_IMAGE010
，允许最大迭代测量次数N，当前测量次数i=1；
2）根据理论数据，计算用于判断迭代是否收敛的位置偏差阈值
Figure 181451DEST_PATH_IMAGE011
和轴线角度偏差阈值
Figure 293763DEST_PATH_IMAGE012
；
3）基于底孔孔口圆心坐标
Figure 97771DEST_PATH_IMAGE013
，计算底孔孔位测量点位和孔周曲面测量点位；
4）执行在机测量，获取底孔孔位与孔周曲面的实际点位测量结果；
5）根据测量结果求解并更新孔口圆心坐标
Figure 128542DEST_PATH_IMAGE014
与法矢
Figure 676198DEST_PATH_IMAGE015
、孔周平面度
Figure 908596DEST_PATH_IMAGE016
；
6）判断测量是否收敛：计算孔口位置偏差
Figure 149085DEST_PATH_IMAGE017
，角度偏差
Figure 568565DEST_PATH_IMAGE018
，若
Figure 185491DEST_PATH_IMAGE019
且
Figure 6817DEST_PATH_IMAGE020
，则测量已收敛，执行步骤8）；否则执行步骤7）；
7）迭代测量直到测量收敛或达到指定测量次数：若当前测量次数i<N，则i=i+1，继续执行步骤3）至步骤6）；若n≥N，则执行步骤8）；
8） 孔口位置微调：应用孔周平面度的测量结果，微调并更新底孔孔口坐标
Figure 418206DEST_PATH_IMAGE021
；
9）输出测量结果：输出底孔孔口坐标
Figure 324982DEST_PATH_IMAGE021
，底孔孔口法矢
Figure 214441DEST_PATH_IMAGE022
。
2.根据权利要求1所述的一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，其特征在于，步骤3）中选取底孔孔位测量点位，具体包括：
过点
Figure 890273DEST_PATH_IMAGE013
作
Figure 206985DEST_PATH_IMAGE023
的法平面
Figure 601057DEST_PATH_IMAGE024
，在平面
Figure 294207DEST_PATH_IMAGE024
内，若
Figure 558966DEST_PATH_IMAGE023
与向量
Figure 778070DEST_PATH_IMAGE025
的夹角大于30°，则以
Figure 393859DEST_PATH_IMAGE023
为旋转轴，向量
Figure 890700DEST_PATH_IMAGE025
为起始方向，在理论圆周上等间距取n个测量点（n≥3）；若
Figure 806703DEST_PATH_IMAGE023
与向量
Figure 465217DEST_PATH_IMAGE025
夹角小于等于30°，则以
Figure 833882DEST_PATH_IMAGE023
为旋转轴，向量
Figure 868834DEST_PATH_IMAGE026
为起始方向，在理论圆周上等间距取n个测量点（n≥3）。
3.根据权利要求1所述的一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，其特征在于，步骤2）中所述的位置偏差阈值
Figure 639344DEST_PATH_IMAGE027
，轴线偏差阈值
Figure 734339DEST_PATH_IMAGE028
按如下方法确定：
Figure 590299DEST_PATH_IMAGE029
。
4.根据权利要求1所述的一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，其特征在于，步骤3）中选取孔周曲面测量点位，具体步骤如下：
S31、计算锪窝后理论孔周最大半径
Figure 428942DEST_PATH_IMAGE030
：
Figure 788380DEST_PATH_IMAGE031
；
S32、以
Figure 54276DEST_PATH_IMAGE032
为圆心，
Figure 397533DEST_PATH_IMAGE030
为半径，
Figure 39866DEST_PATH_IMAGE033
为圆所在平面法矢，确定锪窝后理论孔周；
S33、在圆平面内，若
Figure 519389DEST_PATH_IMAGE033
与向量
Figure 956187DEST_PATH_IMAGE034
夹角大于30°，则以
Figure 518231DEST_PATH_IMAGE033
为旋转轴，向量
Figure 964256DEST_PATH_IMAGE034
为起始方向，在锪窝后理论孔周上等间距取n个点（n≥3）；若
Figure 298285DEST_PATH_IMAGE033
与向量
Figure 905984DEST_PATH_IMAGE034
夹角小于等于30°，则以
Figure 223833DEST_PATH_IMAGE033
为旋转轴，向量
Figure 942390DEST_PATH_IMAGE035
为起始方向，在理论圆周上等间距取n个点（n≥3）；
S34、将步骤S33中的取点沿
Figure 396505DEST_PATH_IMAGE033
方向投影至孔周曲面上，投影点即为孔周曲面测量点，测量点法矢均为
Figure 175105DEST_PATH_IMAGE033
方向。
5.根据权利要求1所述的一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，其特征在于，步骤5）中所述的孔口圆心坐标
Figure 980250DEST_PATH_IMAGE036
及法矢
Figure 502498DEST_PATH_IMAGE037
的计算方法如下：
S51、根据底孔孔位的实际点位测量结果，使用最小二乘法拟合底孔孔位
Figure 811120DEST_PATH_IMAGE038
；
S52、根据孔周曲面的实际点位测量结果，使用最小二乘法拟合底孔孔口平面
Figure 760621DEST_PATH_IMAGE039
，并令底孔法矢
Figure 521904DEST_PATH_IMAGE037
等于
Figure 113422DEST_PATH_IMAGE039
的法矢，孔周平面度
Figure 276550DEST_PATH_IMAGE040
等于平面
Figure 662532DEST_PATH_IMAGE039
的拟合误差；
S53、将
Figure 176690DEST_PATH_IMAGE038
沿
Figure 40741DEST_PATH_IMAGE037
投影到
Figure 323955DEST_PATH_IMAGE039
，投影点即为底孔孔口坐标
Figure 612329DEST_PATH_IMAGE036
。
6.根据权利要求1所述的一种用于数控锪窝的底孔孔口测量方法，其特征在于，步骤8）中所述孔口坐标微调，是将孔口坐标沿着
Figure 348204DEST_PATH_IMAGE037
方向进行平移，平移量
Figure 281525DEST_PATH_IMAGE041
：
Figure 153666DEST_PATH_IMAGE042
。
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