[發明專利]一種復雜工件表面平面度測量的三坐標測量機測量方法

有效

• 申請號: 201711464346.7
• 申請日: 2017-12-28
• 公開（公告）號: CN108050981B
• 公開（公告）日: 2019-11-26
• 發明（設計）人: 金隼;劉順;張雪萍;凌衛國;陳佳敏;張繼昌
• 申請（專利權）人: 上海交通大學
• 主分類號: G01B21/30
• 分類號: G01B21/30
• 代理公司: 31220 上海旭誠知識產權代理有限公司
• 代理人: 鄭立<國際申請>=<國際公布>=<進入國

本發明公開了一種復雜工件表面平面度測量的三坐標測量機測量方法，涉及仿真測量領域，該方法包括以下步驟工件網格化，提取工件網格單元節點的空間坐標，篩選待測表面的網格單元節點，確定測點測量位置以及測量軌跡，生成待測表面的三坐標測量程序，完成三坐標測點位置的采集，最終獲得整個測量表面采樣節點集合的實際測量值。該方法不依賴特定的采樣曲線以及規則的采樣區域，可以實現復雜工件表面的測點快速生成，在保證測量表面完整性的基礎上，保證采樣的均勻性，具有測點分布和測量路徑規劃人工依賴度小，針對不同復雜表面零件的測量具有優秀的適應性。

技術領域

本發明涉及仿真測量領域，尤其涉及一種復雜工件表面平面度測量的三坐標測量機測量方法。

背景技術

三坐標測量機通過接觸測量的方式，獲得接觸點的空間坐標信息，反映零件的實際制造尺寸以及表面平面度等信息，廣泛的應用于實驗室科學研究和工業生產中。三坐標測量的基本原理有兩種：一種是通過固定的夾具系統，建立夾具坐標系，通過預先設定的三坐標測量機測點位置，獲得工件對應點在夾具坐標系中的實際位置，由于采用夾具絕對坐標系定義預設測量點位置，測量點的位置不依賴于零件的位置，因此適用于批量重復性的測量，一般應用于工廠中測量零件的制造質量波動；另一種是將工件固定于測量平臺上，通三坐標測量機手動建立以零件為基礎的相對坐標系，通過零件理論幾何尺寸信息，定義測量點的理論位置，從而獲得三坐標測量機在理論接觸點的實際尺寸，適用于單個零件的自定義測量，多用于實驗室對試驗件的特殊測量。

專利號為CN103335626B、名稱為“三坐標測量機測量平面度的樣本點優化選取方法”的中國專利，提出一種通過其他三維高分辨率表面形貌測量技術獲得的預檢測表面平面度高密度點云數據，經過對各個分塊小區域內的測點數據分析，對表面點云數據進行縮減，獲得能反映表面平面度變化的最優樣本集。該方法提供了一種表面樣本點的縮減方法，依賴于其他測量手段的預檢測數據，檢測周期長，不適用于新工件新結構的初始測量。

專利號為US20130030773、名稱為“COORDINATE MEASURING SYSTEM DATAREDUCTION”的美國專利，提出一種通過零件CAD模型特征、零件幾何信息與尺寸公差信息，對初始劃分的測量網格進行分塊分析，實現對初始測量樣本的縮減目的。該技術僅僅是實現對初始測量網格的縮減，不能實現對復雜表面的非規則網格化測量，因此對復雜工件表面的測量適應性較小。

當前三坐標測量機定義測量點的位置，主要依靠于手動找點，或者定義一條標準的測量采樣曲線，或者定義標準采樣區域，這種測量點位置的定義模式，不僅需要大量的手動定義操作，依賴標準的采樣取點軌跡，而且針對復雜工件表面的測量，手動定義測量點或者特定區域的掃描測量，無法實現高效均勻化的布點，無法實現非規則表面的非規則網格化測量。

因此，本領域的技術人員致力于開發一種能夠滿足非規則表面的快速均勻布置測點的測量方法。

發明內容

有鑒于現有技術的上述缺陷，本發明針對現有技術中的缺陷，為了克服現有的三坐標測量技術中不能滿足非規則表面的快速均勻布置測點，提出一種面向復雜工件表面平面度測量的三坐標測量機測量方法，以實現復雜工件表面的測點快速生成，能夠實現復雜工件表面的均勻非規則測點規劃，人工依賴度小，針對不同復雜表面零件的測量具有優秀的適應性。

為實現上述目的，本發明提供了一種復雜工件表面平面度測量的三坐標測量機測量方法，包括以下步驟：

步驟100，工件網格化，將待測工件模型劃分網格，得到包含待測工件空間位置的系列節點集合，以及工件有限元模型的坐標系O_aX_aY_aZ_a，進入步驟200；