[發(fā)明專利]一種空間點位測量基準誤差補償方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611022909.2
• 申請日: 2016-11-18
• 公開（公告）號: CN108067939B
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發(fā)明（設計）人: 高鑫;沈昕;阮超;汪裕杰;孫超
• 申請（專利權）人: 成都飛機工業(yè)（集團）有限責任公司
• 主分類號: B23Q15/12
• 分類號: B23Q15/12
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 蘇丹

本發(fā)明公開了一種空間點位測量基準誤差補償方法。該方法可有效解決零件實際測量坐標系與理論測量坐標系不符，導致測量結果存在測量基準誤差的問題。在進行計算時僅考慮測量法矢方向測量結果的誤差，依據最小二乘法構建目標函數，求解實測值與理論值之間的坐標變換矩陣，進而對實測值進行測量基準誤差補償。本發(fā)明方法可實現對測量基準誤差的有效補償，提高測量精度，為零件加工精度的評估提供有效數據依據。

技術領域

本發(fā)明涉及一種誤差補償方法，尤其是一種用于空間點位測量誤差補償方法，具體地說是一種用于空間點位測量的基準誤差補償方法。

背景技術

零件在數控加工過程中，為獲取零件當前加工狀態(tài)，通常采用在線檢測或三坐標測量機測量的方式對零件點位進行測量。在零件測量過程中，由于零件理論測量坐標系與實際測量坐標系間存在偏差，使得零件空間點位測量結果存在測量基準誤差。這種誤差將會對零件加工精度的評估帶來很大的影響。

查閱相關技術和文獻發(fā)現，藺小軍(2013)在學術期刊《計量學報》2013,34(2),p128-133發(fā)表了論文“葉片型面測量編程與誤差處理技術”公開了一種消除測量系統(tǒng)誤差的方法，基于已知葉片CAD模型提取測量點理論坐標值，采用微平面法計算法向矢量，并采用ICP算法進行配準消除系統(tǒng)誤差，該方法可在保證測量精度的前提下提高葉片零件測量效率。

劉元朋(2005)在學術期刊《中國機械工程》2005,16(12),p1080-1082發(fā)表了論文“復雜曲面測量數據最佳匹配問題研究”公開了一種復雜曲面類零件測量數據匹配方法，通過初試匹配和精確匹配來實現測量數據的最佳匹配，其中精確匹配依據最小二乘原理構造目標函數，應用L-BFGS-B算法進行精確匹配，可有效解決復雜曲面類零件測量數據與曲面的匹配問題。

使用探頭進行測量時，探頭沿測量點法矢方向對測量點誤差進行測量。如圖1所示，當零件實際測量坐標系與理論坐標系不一致，采用探頭測量時，測量誤差僅存在于測量法矢方向。上述方法在進行測量數據匹配時，對問題進行了簡化，未考慮測量法矢對測量誤差的影響，采用上述方法無法對測量基準誤差進行有效補償。

發(fā)明內容

本發(fā)明的目的是針對零件測量時由于實際測量坐標系與理論測量坐標系之間的偏差導致測量結果存在測量基準誤差的問題，發(fā)明了一種空間點位測量基準誤差補償方法。

本發(fā)明的技術方案是：

一種空間點位測量基準誤差補償方法，包括以下步驟：

步驟1，從測量機或機床獲取零件空間測量點的實際測量坐標值；

步驟2，基于零件設計模型及測量文件，獲取零件空間測量點理論坐標值及每個測量點的測量法矢；

步驟3，將空間點位實際測量坐標值，理論坐標值，不同點處的測量法矢及測量誤差分別定義為p_a，p_t，v和e；

步驟4，假定將空間點位理論值p_t經三次平移及三次旋轉后得到p′_t，其中平移旋轉量為δ_x,δ_y,δ_z,ε_x,ε_y,ε_z；

步驟5，將p′_t中每點與平移旋轉前對應點在測量方向上的誤差同該點實際測量值誤差的差值平方和設為最小二乘法目標函數，用于求解步驟2中的平移旋轉量δ_x,δ_y,δ_z,ε_x,ε_y,ε_z；