[發明專利]一種利用三坐標測量機精確測量球缺半徑的方法

有效

• 申請號: 202011275184.4
• 申請日: 2020-11-16
• 公開（公告）號: CN112461181B
• 公開（公告）日: 2022-04-08
• 發明（設計）人: 郭華鵬;王亞軍;王曉琳;申明增
• 申請（專利權）人: 中國航空工業集團公司洛陽電光設備研究所
• 主分類號: G01B21/10
• 分類號: G01B21/10
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 劉新瓊

1.一種利用三坐標測量機精確測量球缺半徑的方法，其特征在于步驟如下：

步驟1：利用三坐標測量機先在球面上靠近球缺表面邊緣位置處呈三角形分布采集3個點，編號為點1～點3，在目視球缺的頂或者底的位置采集點4，其中凸球為頂，凹球為底；

步驟2：利用點1～點3構造一個平面1和一個圓1，然后連接點1和點4構造一條直線1；建立坐標系1，將平面1的法線方向設置為坐標系的Z軸方向，線1設置為坐標系的X軸方向，圓1的圓心設置為坐標系的原點；

步驟3：將點4的(x，y)測量時的坐標值修改為(0，0)，并將點1～點4的矢量方向統一改為垂直于平面1；然后讓三坐標測量機自動測量點1～點4，測量結束后，點4成為Z軸與球面的交點；

步驟4：按步驟2的操作過程重新建立坐標系1，然后在新坐標系1的XZ平面內，過線1的中點構造線1的垂線，并讓垂線和Z軸相交，得到交點5，該點為粗測的球心點；

步驟5：修改點1～點4的矢量方向為各點到球心點5的連線方向，然后讓三坐標測量機自動測量一次點1～點4，重復步驟4的操作，第二次測得球心點；

步驟6：重復步驟4～5的操作，本次所測得交點為精確的球心點；

步驟7：在球缺上均勻分布的采集多個特征點，然后將這些特征點的矢量方向統一改為各點與球心的連線方向；

步驟8：讓三坐標測量機自動執行所有點的測量程序；測量結束后，計算球心到所采集的全部特征點的距離，即為球缺上各點的實測半徑值；將實測的所有半徑值，通過最小二乘法進行計算，得到一個球缺半徑值。

2.根據權利要求1所述的一種利用三坐標測量機精確測量球缺半徑的方法，其特征在于步驟1中的靠近球缺表面邊緣位置2mm處，使這三個點構成的三角形面積要盡可能的大。

3.根據權利要求1所述的一種利用三坐標測量機精確測量球缺半徑的方法，其特征在于步驟7中根據被測球缺球面的大小和形狀，選擇自動或者手動采集特征點。