[發明專利]一種采用極限區間包絡工件成形輪廓的尺寸檢測方法

在審

• 申請號: 201710153441.9
• 申請日: 2017-03-15
• 公開（公告）號: CN106949872A
• 公開（公告）日: 2017-07-14
• 發明（設計）人: 毛建中;宋建力;韓旭;段華平;何平;胡娟
• 申請（專利權）人: 湖南大學;中核包頭核燃料元件股份有限公司;寧波康強電子股份有限公司
• 主分類號: G01B21/20
• 分類號: G01B21/20
• 代理公司: 北京律譜知識產權代理事務所(普通合伙)11457
• 代理人: 黃云鐸

技術領域

本發明涉及測量技術領域，尤其涉及一種采用極限區間包絡工件成形輪廓的尺寸檢測方法。

背景技術

近年來，隨著核電技術的快速發展，核燃料組件格架等元器件的需求也不斷上升，然而由于這些元器件的尺寸精度要求高，造成了高精密級進沖壓模具沖壓生產出來的相應的高精度組件的尺寸檢測成為難點。

特別是復雜組件的成形輪廓中包含多段短圓弧(部分短圓弧對應的圓心角小于30°)，目前常規的測量方法，如通過圖1示出的向上凸圓弧兩側的延長切線1和向下凹圓弧兩側的延長切線2，測量獲得向上凸的待測圓弧3和向下凹的待測圓弧4的半徑。

需要注意的是，使用輪廓儀電腦軟件選取短圓弧計算圓弧半徑時，首先要定義坐標軸，選擇掃描得到的輪廓曲線上兩端較長的直線部分定義坐標軸，擺正掃描輪廓曲線。然后再利用輪廓儀電腦軟件選擇掃描輪廓曲線上短圓弧兩側的切線，并將切線延長相交于一點，這兩條直線形成一段區域，選擇短圓弧部分時，在這兩條直線和圓弧組成的區域內，盡量可能大的選取圓弧輪廓來計算出圓弧半徑，可以多次重復選取最大輪廓，獲取平均值來減小隨機誤差。

條帶成形特征上短圓弧的半徑可以通過這樣的方法測量得到，但是對于整體的輪廓尺寸而言，由于成形特征上短圓弧較多，而條帶產品圖紙給出的技術要求上，整體尺寸的公差和圓弧半徑的公差帶是一樣的，從而導致即使短圓弧半徑合格，但細小的誤差使得圓心位置有偏差，多段短圓弧圓心位置的累積誤差導致整體尺寸測量誤差偏大。

如圖2中所示的m1，m2，m3，m4，m5，m6等相關尺寸與短圓弧圓心位置有關，而這些尺寸的公差等級又在同一范圍內，短圓弧的測量誤差會累計傳遞到該尺寸鏈中，因此很難保證測量出的該尺寸鏈中相關尺寸的準確性。故針對高精密級進模沖裁模具沖裁出來ap1000核燃料組件格架條帶成形輪廓的檢測需要合理的檢測方法來判定產品尺寸的合格性。

發明內容

由于ap1000核燃料組件格架條帶成形特征復雜，為了適應級進模對ap1000核燃料組件格架條帶成形輪廓的合格性檢測，滿足生產需求，本發明提出了一種采用極限區間包絡工件成形輪廓的尺寸檢測方法，尤其適用AP1000核燃料組件格架條帶的成形輪廓的檢測。無論是檢測的方法，還是檢測操作過程中都能夠保證提高檢測過程中的精度，減少偶然誤差和系統誤差的影響。

本發明采用的技術測量方案如下：

一種采用極限區間包絡工件成形輪廓的尺寸檢測方法，其特征在于，所述檢測方法包含如下步驟：

步驟一、將待檢工件定位裝夾；

把待檢工件夾緊在專用夾具上，然后將夾裝好待檢工件的專用夾具安裝在測量工作臺上的夾緊固定裝置上；

步驟二、對待檢工件進行輪廓掃描檢測，獲取輪廓曲線；

使用測量工具，對待檢工件的待測部位進行前、中、后至少三個層次掃描，且每個層次的特征輪廓的起始位置和終止位置需要保持一致，且保證獲取的掃描輪廓曲線的長度一致；

步驟三、對掃描得到的輪廓曲線進行標定測量，確定最終待檢工件的測量尺寸；

對步驟二中所述的多個層次的輪廓曲線進行標定測量，取其平均值作為最終待檢工件的測量尺寸；

步驟四、采用包絡法獲得判定區域；

通過待檢工件圖紙上給定的技術要求和公差范圍，采用最大包容原則畫出被測要素的最大上極限輪廓曲線、最小下極限輪廓曲線和公稱輪廓曲線，所述最大上極限輪廓曲線和所述最小下極限輪廓曲線相互平行，二者之間形成判定區域，所述公稱輪廓曲線位于所述判定區域的中間位置；

步驟五、對待檢工件成形輪廓的整體形狀進行檢測；

通過步驟三中待檢工件的測量尺寸獲得待檢工件的成形特征實際輪廓曲線，如所述成形特征實際輪廓曲線和所述公稱輪廓曲線的形狀一致，則進行下一步檢測，若形狀不一致，則所檢工件不合格；

步驟六、對待檢工件成形輪廓的整體尺寸進行檢測，采用包絡法判定判定待檢工件是否合格；

將步驟五中形狀與所述公稱輪廓曲線一致的所述成形特征實際輪廓曲線放置到所述判定區域中，如果所述成形特征實際輪廓曲線能夠完全包容在所述判定區域內，則說明所檢工件的成形特征符合圖紙技術要求，所檢工件成形特征合格，反之，不合格。

進一步地，在所述步驟四中，為了在滿足技術要求的基礎上保證所述最大上極限輪廓曲線和所述最小下極限輪廓曲線組成的判定區域面積最大，所述最大上極限輪廓曲線中向下凹的短圓弧部分選擇圓弧半徑的最小極限偏差尺寸，向上凸的圓弧部分選擇最大極限偏差尺寸。