CN115014241A - 一种三坐标测轮廓的检测系统及方法 - Google Patents

一种三坐标测轮廓的检测系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种三坐标测轮廓的检测系统及方法，属于三坐标测量机技术领域。该方法包括：S1：通过三坐标测量机探测标准品所有探测路径在不同温度范围下的标准轮廓的坐标值；S2：通过三坐标测量机探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值；S3：获取当前温度和当前预设探测路径，提取与当前温度、当前预设探测路径对应的标准轮廓的坐标值；S4：预设标准轮廓的坐标值与待测轮廓的坐标值之间的坐标偏差阈值范围。在探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值时，根据当时的探测温度，与对应温度范围的标准轮廓的坐标值进行对比，从而可以更加准确的待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置是否正确。

Description

一种三坐标测轮廓的检测系统及方法
技术领域
本发明涉及三坐标测量机技术领域，特别涉及一种三坐标测轮廓的检测系统及方法。
背景技术
三坐标测量机，它是指在一个六面体的空间范围内，能够表现几何形状、 长度及圆周分度等测量能力的仪器，又称为三坐标测量仪或三坐标量床。三坐标测量仪可定义为“一种具有可作三个方向移动的探测器，可在三个相互垂直的导轨上移动，此探测器以接触或非接触等方式传送讯号，三个轴的位移测量系统(如光学尺)经数据处理器或计算机等计算出工件的各点坐标(X、 Y、Z)及各项功能测量的仪器”。三坐标测量仪的测量功能应包括尺寸精度、定位精度、几何精度及轮廓精度等。
现有的三坐标测量机的测量方法是预先在测量机中输入待测零件的数模，再通过测量判断实际值是否在预设数模之内，当在内部时，则判断轮廓正确，否则判断失效，但是工件随着温度的变化，表面的轮廓会发生变化，因此现有的方法测量不够精确。
发明内容
为了解决现有技术的问题，本发明提供了一种三坐标测轮廓的检测系统及方法。
一方面，提供了一种三坐标测轮廓的检测方法，所述方法包括：
S1：通过三坐标测量机探测标准品所有探测路径在不同温度范围下的标准轮廓的坐标值；
S2：通过三坐标测量机探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值；
S3：获取当前温度和当前所述预设探测路径，提取与所述当前温度、当前所述预设探测路径对应的所述标准轮廓的坐标值；
S4：预设所述标准轮廓的坐标值与所述待测轮廓的坐标值之间的坐标偏差阈值范围；
S5：判断当前所述预设探测路径的待测轮廓的坐标值与对应的所述标准轮廓的坐标值之间的坐标值差值是否在所述坐标偏差阈值范围内，若不在，则说明所述待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置不正确，若在，则说明所述待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置正确。
进一步地，若所述待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置正确，则所述方法还包括：S6：检测所述待测件当前预设探测路径的轮廓缺陷。
进一步地，所述S6具体包括：
基于当前预设探测路径的所述待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像，并基于所述标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像；
将所述第一图像与所述第二图像在显示装置显示，将所述第一图像与所述第二图像的中心重合使得所述第一图像的轮廓边界与所述第二图像轮廓边界均匀贴近，沿所述第一图像的任意轮廓点，计算该点到对应的所述第二图像轮廓点的距离，预设距离阈值，若所述距离小于所述距离阈值，则认定该点没有缺陷，若所述距离大于所述距离阈值，则该点有缺陷。
进一步地，所述S6还包括：将有缺陷的轮廓点进行标记。
另一方面，提供了一种三坐标测轮廓的检测系统，所述系统包括：
储存模块：用于储存不同温度范围下标准品所有探测路径的标准轮廓的坐标值；
控制模块：用于控制三坐标测量机探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值；
温度检测模块：用于获取当前温度；
提取模块：用于基于所述当前温度和当前预设探测路径从所述储存模块提取对应的所述标准轮廓的坐标值；
第一判断模块：用于储存预设的所述标准轮廓的坐标值与所述待测轮廓的坐标值之间的坐标偏差阈值范围，并判断当前所述预设探测路径的待测轮廓的坐标值与对应的所述标准轮廓的坐标值之间的坐标值差值是否在所述坐标偏差阈值范围内。
进一步地，所述系统还包括：
检测模块：用于检测所述待测件当前预设探测路径的轮廓缺陷。
进一步地，所述检测模块包括：
绘制模块：用于基于当前预设探测路径的所述待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像，和基于所述标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像；
显示装置：用于将所述第一图像与所述第二图像显示；
调整模块：用于将所述第一图像与所述第二图像的中心重合使得所述第一图像的轮廓边界与所述第二图像轮廓边界均匀贴近，
计算模块：用于计算所述第一图像的任意轮廓点到对应的所述第二图像轮廓点的距离；
第二判断模块：用于存储距离阈值，并判断所述距离与所述距离阈值的大小。
进一步地，所述检测模块还包括：
标记模块：用于将有缺陷的轮廓点进行标记。
本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：在工件的轮廓线测量中，工件随着温度的变化，表面的轮廓会发生变化，因此预先通过三坐标测量机探测标准品所有探测路径在不同温度范围下的标准轮廓的坐标值，例如：11~20℃、21~30℃、31~40℃下各检测一次，从而在探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值时，根据当时的探测温度，与对应温度范围的标准轮廓的坐标值进行对比，从而可以更加准确的待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置是否正确。
其次，即使待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置在坐标偏差阈值范围内，但是待测件当前预设探测路径的轮廓可能存在凸出或者凹陷的缺陷，因此基于当前预设探测路径的待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像，并基于标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像，沿第一图像的任意轮廓点，计算该点到对应的第二图像轮廓点的距离是否超过事先预设的距离阈值，从而使得轮廓的检测更加准确。
另外，将第一图像与第二图像在显示装置显示比对，并且将缺陷的位置进行标记，从而可以更加直观的查看缺陷的位置。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中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是本发明提供的一种坐标差值与坐标上偏差值与坐标下偏差值的关系图；
图2是本发明提供的一种第一图像与第二图像轮廓缺陷的对比示意图；
图3是本发明提供的一种三坐标测轮廓的检测系统的结构示意图。
附图标记：1-坐标差值；2-坐标上偏差值；3-坐标下偏差值；4-第一图像；5-第二图像；6-距离。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
实施例一
一种三坐标测轮廓的检测方法，包括以下步骤：
步骤（1）：预先通过三坐标测量机探测标准品所有探测路径在不同温度范围下的标准轮廓的坐标值，并将其储存。
步骤（2）：通过三坐标测量机探测待测件预设探测路径的待测轮廓1的坐标值。
步骤（3）：获取当前温度和当前预设探测路径，提取与当前温度、当前预设探测路径对应的标准轮廓的坐标值。
步骤（4）：预设标准轮廓的坐标值与待测轮廓的坐标值之间的坐标偏差阈值范围，并将其储存。
步骤（5）：判断当前预设探测路径的待测轮廓的坐标值与对应的标准轮廓的坐标值之间的坐标差值1是否在坐标偏差阈值范围内，坐标偏差阈值范围包括坐标上偏差值2和坐标下偏差值3，若不在，则说明待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置不正确，若在，则说明待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置正确。
步骤（6）：若待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置正确，则基于当前预设探测路径的待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像4，并基于标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像5。
步骤（7）：将第一图像与所述第二图像在显示装置显示，将第一图像4与第二图像5的中心重合使得第一图像4的轮廓边界与第二图像5轮廓边界均匀贴近，沿第一图像的任意轮廓点，计算该点到对应的第二图像5轮廓点的距离6，预设距离阈值，若距离6小于距离阈值，则认定该点没有缺陷，继续下一条路径的探测若距离大于距离阈值，则该点有缺陷。
步骤（8）：将有缺陷的轮廓点进行标记。
实施例二
参见图3，一种三坐标测轮廓的检测系统，包括：储存模块、控制模块、温度检测模块、提取模块、第一判断模块和检测模块，检测模块包括：绘制模块、显示装置、调整模块、计算模块、第二判断模块和标记模块。
储存模块：用于储存不同温度范围下标准品所有探测路径的标准轮廓的坐标值；控制模块：用于控制三坐标测量机探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值；温度检测模块：用于获取当前温度；提取模块：用于基于当前温度和当前预设探测路径从储存模块提取对应的标准轮廓的坐标值；第一判断模块：用于储存预设的标准轮廓的坐标值与待测轮廓的坐标值之间的坐标偏差阈值范围，并判断当前预设探测路径的待测轮廓的坐标值与对应的标准轮廓的坐标值之间的坐标值差值是否在坐标偏差阈值范围内。
检测模块：用于判断待测件当前预设探测路径的轮廓缺陷。绘制模块：用于基于当前预设探测路径的待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像，和基于标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像；显示装置：用于将第一图像与第二图像显示；调整模块：用于将第一图像与第二图像的中心重合使得第一图像的轮廓边界与第二图像轮廓边界均匀贴近，计算模块：用于计算第一图像的任意轮廓点到对应的第二图像轮廓点的距离；第二判断模块：用于存储距离阈值，并判断距离与距离阈值的大小；标记模块：用于将有缺陷的轮廓点进行标记。
值得说明的是，在工件的轮廓线测量中，工件随着温度的变化，表面的轮廓会发生变化，因此预先通过三坐标测量机探测标准品所有探测路径在不同温度范围下的标准轮廓的坐标值，例如：11~20℃、21~30℃、31~40℃下各检测一次，从而在探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值时，根据当时的探测温度，与对应温度范围的标准轮廓的坐标值进行对比，从而可以更加准确的待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置是否正确。
其次，即使待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置在坐标偏差阈值范围内，但是待测件当前预设探测路径的轮廓有可能与标准轮廓相同，也可能存在大量的凸出或者凹陷的缺陷，因此基于当前预设探测路径的待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像，并基于标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像，沿第一图像的任意轮廓点，计算该点到对应的第二图像轮廓点的距离是否超过事先预设的距离阈值，若超过距离阈值的轮廓点超过一定数量，则说明该探测路径的轮廓存在大量缺陷，从而通过该方法使得轮廓的检测更加准确。
再者，将待测件一条一条路径的探测，并且一条一条的与标准品对应的路径进行轮廓坐标值的比对，并对每条路径的缺陷进行检测，进一步提高准确性。另外，将第一图像与第二图像在显示装置显示比对，并且将缺陷的位置进行标记，从而可以更加直观的查看缺陷的位置。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种三坐标测轮廓的检测方法，其特征在于，所述方法包括：
S1：通过三坐标测量机探测标准品所有探测路径在不同温度范围下的标准轮廓的坐标值；
S2：通过三坐标测量机探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值；
S3：获取当前温度和当前所述预设探测路径，提取与所述当前温度、当前所述预设探测路径对应的所述标准轮廓的坐标值；
S4：预设所述标准轮廓的坐标值与所述待测轮廓的坐标值之间的坐标偏差阈值范围；
S5：判断当前所述预设探测路径的待测轮廓的坐标值与对应的所述标准轮廓的坐标值之间的坐标差值是否在所述坐标偏差阈值范围内，若不在，则说明所述待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置不正确，若在，则说明所述待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置正确。
2.根据权利要求1所述的一种三坐标测轮廓的检测方法，其特征在于，若所述待测件当前预设探测路径的轮廓大小、轮廓位置正确，则所述方法还包括：S6：检测所述待测件当前预设探测路径的轮廓缺陷。
3.根据权利要求2所述的一种三坐标测轮廓的检测方法，其特征在于，所述S6具体包括：
基于当前预设探测路径的所述待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像，并基于所述标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像；
将所述第一图像与所述第二图像在显示装置显示，将所述第一图像与所述第二图像的中心重合使得所述第一图像的轮廓边界与所述第二图像轮廓边界均匀贴近，沿所述第一图像的任意轮廓点，计算该点到对应的所述第二图像轮廓点的距离，预设距离阈值，若所述距离小于所述距离阈值，则认定该点没有缺陷，若所述距离大于所述距离阈值，则该点有缺陷。
4.根据权利要求3所述的一种三坐标测轮廓的检测方法，其特征在于，所述S6还包括：将有缺陷的轮廓点进行标记。
5.一种三坐标测轮廓的检测系统，其特征在于，所述系统包括：
储存模块：用于储存不同温度范围下标准品所有探测路径的标准轮廓的坐标值；
控制模块：用于控制三坐标测量机探测待测件预设探测路径的待测轮廓的坐标值；
温度检测模块：用于获取当前温度；
提取模块：用于基于所述当前温度和当前预设探测路径从所述储存模块提取对应的所述标准轮廓的坐标值；
第一判断模块：用于储存预设的所述标准轮廓的坐标值与所述待测轮廓的坐标值之间的坐标偏差阈值范围，并判断当前所述预设探测路径的待测轮廓的坐标值与对应的所述标准轮廓的坐标值之间的坐标值差值是否在所述坐标偏差阈值范围内。
6.根据权利要求5所述的一种三坐标测轮廓的检测系统，其特征在于，所述系统还包括：
检测模块：用于检测所述待测件当前预设探测路径的轮廓缺陷。
7.根据权利要求6所述的一种三坐标测轮廓的检测系统，其特征在于，所述检测模块包括：
绘制模块：用于基于当前预设探测路径的所述待测轮廓的坐标值绘制当前预设探测路径的第一图像，和基于所述标准轮廓的坐标值绘制标准品对应探测路径的第二图像；
显示装置：用于将所述第一图像与所述第二图像显示；
调整模块：用于将所述第一图像与所述第二图像的中心重合使得所述第一图像的轮廓边界与所述第二图像轮廓边界均匀贴近，
计算模块：用于计算所述第一图像的任意轮廓点到对应的所述第二图像轮廓点的距离；
第二判断模块：用于存储距离阈值，并判断所述距离与所述距离阈值的大小。
8.根据权利要求7所述的一种三坐标测轮廓的检测系统，其特征在于，所述检测模块还包括：
标记模块：用于将有缺陷的轮廓点进行标记。
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