一種接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及質(zhì)量評價方法技術(shù)領(lǐng)域，特別提供了一種接觸掃描空間曲線輪廓度測 量結(jié)果質(zhì)量評價方法。
【背景技術(shù)】
[0002] Ξ坐標測量機測量空間曲線輪廓通常采用連續(xù)接觸掃描方式，掃描曲線和曲面時 獲取的數(shù)據(jù)是測針中屯、坐標值，因此必須對測針半徑進行補償?；谕粶y量平臺，受空間 曲面曲率變化影響，不同結(jié)構(gòu)和不同規(guī)格的測針半徑補償效果存在差異，直接導致空間曲 線輪廓接觸掃描測量結(jié)果質(zhì)量參差不齊，不同測量軟件之間差異更明顯，亟待對其測量結(jié) 果質(zhì)量進行有效評價。
[0003] 為了解決上述問題，實現(xiàn)各類零件空間自由曲面型線輪廓度準確、快速的測量，人 們迫切希望獲得一種技術(shù)效果優(yōu)良的接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的是提供一種技術(shù)效果優(yōu)良的接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì) 量評價方法。
[0005] 接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法采用錐尖測針，所述錐尖測針構(gòu) 成如下:針尖1、測針扳手孔2和連接螺紋銷3;針尖1通過測針扳手孔2和連接螺紋銷3與Ξ坐 標測量機測頭相連；W錐尖測針接觸掃描測量結(jié)果為標準值，評價不同直徑常規(guī)球形或柱 形測針空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。
[0006] 按照Ξ坐標測量機測針半徑補償沿著測針測量方向進行，當針尖1測量運動方向 與欲測點法向方向不重合時，會產(chǎn)生誤差，當二者相差Θ角時，誤差余弦誤差Δ按式（1)計 算：
[0007] (1)
[000引由上式可知，誤差值隨著針尖1半徑R值和夾角Θ值的增加而增大，當R=lmm，相當 于針尖1直徑為2mm，目= 15°時，Δ值將達到0.036mm;當R = 0.75mm，相當于針尖1直徑為 1.5mm，目= 15°時，Δ值將達至化.026mm。
[0009] 設(shè)定空間曲線輪廓度公差為0.12mm，即：其半值為0.06mmW內(nèi)，按照測試不確定度 比，即被測參數(shù)與其測量設(shè)備之間的最大允許誤差的比值不得低于4:1的要求，余弦誤差Δ 控制在0.015mm W內(nèi)，4
由式（1)可得，對應(yīng)不同0角，在保證余弦誤差Δ = 0.015mm前提下，Θ與針尖1的半徑R或直徑D對應(yīng)關(guān)系見表1。
[0010] 由表1可知，所述錐尖測針的針尖1球面半徑不超過0.04mm，滿足接觸掃描空間曲 線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價使用要求。
[ocm]根據(jù)現(xiàn)慢曲面空間曲率，依據(jù)表1選擇或定制錐尖測針，采用待評價坐標現(xiàn)慢機及 系統(tǒng)軟件，完成規(guī)定空間曲線輪廓度掃描任務(wù)，獲得輪廓度評定結(jié)果，并與其它不同直徑常 規(guī)球形或柱形測針測量結(jié)果進行比對，評價接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。評估 其它方案測量結(jié)果可靠程度
[0012] 表1
[0013]
[0014] 所述接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法簡便易行，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠， 評估方法符合幾何參數(shù)檢測不確定度比值要求，保證了空間自由曲面輪廓度參數(shù)的檢測精 度。
【附圖說明】
[0015] 下面結(jié)合附圖及實施方式對本發(fā)明作進一步詳細的說明：
[0016] 圖1為錐尖測針結(jié)構(gòu)示意圖；
[0017] 圖2為余弦誤差圖；
[0018] 圖3為葉片型線掃描示意圖。
【具體實施方式】 [0019]實施例1
[0020] 接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法采用錐尖測針，所述錐尖測針構(gòu) 成如下:針尖1、測針扳手孔2和連接螺紋銷3;針尖1通過測針扳手孔2和連接螺紋銷3與Ξ坐 標測量機測頭相連；W錐尖測針接觸掃描測量結(jié)果為標準值，評價不同直徑常規(guī)球形或柱 形測針空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。
[0021] 按照Ξ坐標測量機測針半徑補償沿著測針測量方向進行，當針尖1測量運動方向 與欲測點法向方向不重合時，會產(chǎn)生誤差，當二者相差Θ角時，誤差余弦誤差Δ按式（1)計 算：
[0022] (1)
[0023]由上式可知，誤差值隨著針尖1半徑R值和夾角Θ值的增加而增大，當R= 1mm，相當 于針尖1直徑為2mm，目= 15°時，Δ值將達到0.036mm;當R = 0.75mm，相當于針尖1直徑為 1.5mm，目= 15°時，Δ值將達至化.026mm。
[0024] 設(shè)定空間曲線輪廓度公差為0.12mm，即：其半值為0.06mmW內(nèi)，按照測試不確定度 比，即被測參數(shù)與其測量設(shè)備之間的最大允許誤差的比值不得低于4:1的要求，余弦誤差Δ 控制在0.015mmW內(nèi)，令
由式（1)可得，對應(yīng)不同Θ角，在保證余弦誤差Δ = 0.015mm前提下，Θ與針尖1的半徑R或直徑D對應(yīng)關(guān)系見表1。
[0025] 由表1可知，所述錐尖測針的針尖1球面半徑不超過0.04mm，滿足接觸掃描空間曲 線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價使用要求。
[0026] 根據(jù)測量曲面空間曲率，依據(jù)表1選擇或定制錐尖測針，采用待評價坐標測量機及 系統(tǒng)軟件，完成規(guī)定空間曲線輪廓度掃描任務(wù)，獲得輪廓度評定結(jié)果，并與其它不同直徑常 規(guī)球形或柱形測針測量結(jié)果進行比對，評價接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。評估 其它方案測量結(jié)果可靠程度
[0027] 表 1
[0028] _
[0029] 實施例2
[0030] 接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法采用錐尖測針，所述錐尖測針構(gòu) 成如下:針尖1、測針扳手孔2和連接螺紋銷3;針尖1通過測針扳手孔2和連接螺紋銷3與Ξ坐 標測量機測頭相連；W錐尖測針接觸掃描測量結(jié)果為標準值，評價不同直徑常規(guī)球形或柱 形測針空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。
[0031] 按照Ξ坐標測量機測針半徑補償沿著測針測量方向進行，當針尖1測量運動方向 與欲測點法向方向不重合時，會產(chǎn)生誤差，當二者相差Θ角時，誤差余弦誤差Δ按式（1)計 算：
[0032] (1)
[0033] 由上式可知，誤差值隨著針尖1半徑R值和夾角Θ值的增加而增大，當R= 1mm，相當 于針尖1直徑為2mm，目= 15°時，Δ值將達到0.036mm;當R = 0.75mm，相當于針尖1直徑為 1.5mm，目= 15°時，Δ值將達至化.026mm。
[0034] 設(shè)定空間曲線輪廓度公差為0.12mm，即：其半值為0.06mmW內(nèi)，按照測試不確定度 比，即被測參數(shù)與其測量設(shè)備之間的最大允許誤差的比值不得低于4:1的要求，余弦誤差Δ 控制在ο . ο 15mmW內(nèi)，令
由式（1)可得，對應(yīng)不同θ角，在保證余弦誤差A = 0.015mm前提下，Θ與針尖1的半徑R或直徑D對應(yīng)關(guān)系見表1。
[0035] 由表1可知，所述錐尖測針的針尖1球面半徑不超過0.04mm，滿足接觸掃描空間曲 線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價使用要求。
[0036] 根據(jù)測量曲面空間曲率，依據(jù)表1選擇或定制錐尖測針，采用待評價坐標測量機及 系統(tǒng)軟件，完成規(guī)定空間曲線輪廓度掃描任務(wù)，獲得輪廓度評定結(jié)果，并與其它不同直徑常 規(guī)球形探針測量結(jié)果進行比對，評價接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。評估其它方 案測量結(jié)果可靠程度。
[0037] 表 1 [00；3 引
[0039] 針對某一個葉片，采用兩根(p2球型測針，應(yīng)用某一坐標測量機進行某個截面線輪 廓度測量，輪廓度測量結(jié)果Lq見表2中第Ξ列，其輪廓度測量結(jié)果需要進行綜合評價。
[0040] 評價過程：
[0041] ①依據(jù)葉片截面型線公差，空間曲線輪廓度公差直徑在0.12mm，即：取其最嚴公差 范圍：-0.06mm~0.06mm，再按表1選擇Φ 0.08mm錐尖測針，其針尖球面直徑標稱值不超過 0.0 SmiTiD
[0042] ②按照坐標測量校準測針程序，測針校準通過，獲得實際錐針球面直徑為Φ 0.037mm、巫0.061mm，不超過巫0.08mm。
[0043] ③采用②中兩根錐尖測針，應(yīng)用Φ2球測針掃描參數(shù)接觸掃描該型線，獲得截面線 輪廓度測量結(jié)果Lz，結(jié)果見表2中第四列。
[0044] ④測量任務(wù)完成后，重復步驟②，對錐尖測針進行復校，校準應(yīng)通過。本步驟主要 控制測尖磨損情況。
[0045] ⑤分析表2中同一檢測參數(shù)結(jié)果差異，計算Lq-Lz。
[0046] 表 2
[0047]
[004引所述接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法采用錐尖測針，取代常規(guī)球 形或柱形測針，錐尖測針半徑補償誤差控制在被測空間曲線輪廓度公差一定比例范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1. 一種接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法，其特征在于:接觸掃描空間 曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法采用錐尖測針，所述錐尖測針構(gòu)成如下:針尖（1 )、測針 扳手孔(2)和連接螺紋銷(3);針尖（1)通過測針扳手孔(2)和連接螺紋銷(3)與三坐標測量 機測頭相連；以錐尖測針接觸掃描測量結(jié)果為標準值，評價不同直徑常規(guī)球形或柱形測針 空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。2. 按照權(quán)利要求1所述接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法，其特征在于： 按照三坐標測量機測針半徑補償沿著測針測量方向進行，當針尖（1)測量運動方向與欲測 點法向方向不重合時，會產(chǎn)生誤差，當二者相差Θ角時，誤差余弦誤差△按式(1)計算：設(shè)定空間曲線輪廓度公差為0.12mm，按照測試不確定度比，被測參數(shù)與其測量設(shè)備之 間的最大允許誤差的比值不得低于4: 1要求，余弦誤差Δ應(yīng)控制在〇.〇 15mm以內(nèi)，令由式（1)可得，對應(yīng)不同Θ角，在保證余弦誤差A =0.015mm前提下，Θ與針尖（1) 的半徑R或直徑D對應(yīng)關(guān)系見表1;根據(jù)測量曲面空間曲率，依據(jù)表1選擇錐尖測針，采用待評價坐標測量機，完成規(guī)定空 間曲線輪廓度掃描任務(wù)，獲得輪廓度評定結(jié)果，與不同直徑常規(guī)球形或柱形測針測量結(jié)果 進行比對，評價接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法，所述接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法采用錐尖測針，所述錐尖測針構(gòu)成如下：針尖(1)、測針扳手孔(2)和連接螺紋銷(3)；針尖(1)通過測針扳手孔(2)和連接螺紋銷(3)與三坐標測量機測頭相連；以錐尖測針接觸掃描測量結(jié)果為標準值，評價不同直徑常規(guī)球形或柱型形測針空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量。所述接觸掃描空間曲線輪廓度測量結(jié)果質(zhì)量評價方法簡便易行，數(shù)據(jù)穩(wěn)定可靠，評估方法符合幾何參數(shù)檢測不確定度比值要求，保證了空間自由曲線輪廓度參數(shù)的檢測精度。
【IPC分類】G01B21/20
【公開號】CN105486270
【申請?zhí)枴緾N201510823473
【發(fā)明人】單純利, 朱立志, 張露, 王東, 王玉
【申請人】沈陽黎明航空發(fā)動機(集團)有限責任公司
【公開日】2016年4月13日
【申請日】2015年11月24日