本發(fā)明屬于計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種采用接觸式的探針測(cè)頭和非接觸式的影像測(cè)頭及激光測(cè)頭對(duì)航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸，主要是閥門(mén)殼體閥座密封副處(距孔口小于45mm深)形位尺寸進(jìn)行復(fù)合測(cè)量的方法。
背景技術(shù)：
幾何量檢測(cè)技術(shù)在航天領(lǐng)域所起的作用相當(dāng)重要。特別是關(guān)鍵重要的產(chǎn)品，如閥門(mén)殼體等，需要對(duì)其幾何尺寸進(jìn)行精密測(cè)量。對(duì)于航天閥門(mén)殼體閥座密封副處的幾何尺寸，由于表面粗糙度要求非常嚴(yán)格，通常禁止采用接觸式測(cè)量，傳統(tǒng)的測(cè)量方法是剖切產(chǎn)品后利用萬(wàn)能工具顯微鏡進(jìn)行光學(xué)影像測(cè)量。
該測(cè)量方法存在的不足是：(1)測(cè)量精確度低，穩(wěn)定性較差，存在較大的人為誤差；(2)對(duì)于距孔口較深的閥座密封副，在不剖切產(chǎn)品的測(cè)量條件下，無(wú)法實(shí)現(xiàn)光學(xué)影像測(cè)量；(3)現(xiàn)有測(cè)量方式不具備數(shù)字化與自動(dòng)化測(cè)量條件，無(wú)法滿(mǎn)足數(shù)字化制造的長(zhǎng)遠(yuǎn)需求。
因此，依據(jù)航天閥門(mén)產(chǎn)品測(cè)量要求，需要針對(duì)閥門(mén)殼體閥座密封副處幾何尺寸，主要是距孔口小于45mm深處的形位尺寸開(kāi)展基于接觸與非接觸復(fù)合測(cè)量技術(shù)的研究工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是為了解決傳統(tǒng)的航天閥門(mén)殼體閥座密封副的幾何尺寸測(cè)量方法存在的測(cè)量精確度低，穩(wěn)定性較差，存在較大的人為誤差，不具備數(shù)字化與自動(dòng)化測(cè)量條件等不足的問(wèn)題，提出一種基于接觸與非接觸復(fù)合測(cè)量技術(shù)的航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法。
為了實(shí)現(xiàn)這一目的，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是：
一種航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法，應(yīng)用該方法的復(fù)合式測(cè)量?jī)x上包括觸發(fā)式測(cè)頭和非接觸式的影像測(cè)頭及激光測(cè)頭，對(duì)航天閥門(mén)殼體閥座密封副的形位尺寸進(jìn)行復(fù)合測(cè)量；具體包括如下步驟：
步驟一：?jiǎn)?dòng)復(fù)合式測(cè)量?jī)x，打開(kāi)測(cè)量軟件，安裝觸發(fā)式測(cè)頭、光學(xué)測(cè)頭和激光測(cè)頭，其中觸發(fā)式測(cè)頭安裝φ2×40mm的紅寶石測(cè)針，光學(xué)測(cè)頭使用10倍率的物鏡，激光測(cè)頭使用ttl同軸激光；
步驟二：利用標(biāo)準(zhǔn)玻璃板和標(biāo)準(zhǔn)球分別校驗(yàn)觸發(fā)式測(cè)頭、光學(xué)測(cè)頭；
步驟三：利用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)對(duì)觸發(fā)式測(cè)頭、光學(xué)測(cè)頭和激光測(cè)頭進(jìn)行復(fù)合校驗(yàn)，校驗(yàn)后進(jìn)入工作狀態(tài)；
步驟四：在機(jī)器坐標(biāo)系下，依據(jù)測(cè)量要求，采用觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量基準(zhǔn)元素，完成工件坐標(biāo)系的建立；
步驟五：在工件坐標(biāo)系下，設(shè)置光學(xué)檢測(cè)參數(shù)；
步驟六：在工件坐標(biāo)系下，設(shè)置激光檢測(cè)參數(shù)；
步驟七：利用測(cè)量軟件計(jì)算閥座密封面處的形位誤差，如垂直度、平面度等；
步驟八：打印評(píng)價(jià)報(bào)告。
進(jìn)一步的，如上所述的一種航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法，步驟四具體為：
采用觸發(fā)式測(cè)頭在工件的上端面手動(dòng)采集4點(diǎn)構(gòu)造平面1建立z軸；
在工件的內(nèi)圓柱距離上端面3mm位置處的截面上手動(dòng)采集4點(diǎn)構(gòu)造圓1，將圓1的(x、y)坐標(biāo)值置零，設(shè)立x軸、y軸原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系1；
在坐標(biāo)系1下，開(kāi)啟自動(dòng)測(cè)量模式，在工件的上端面均布采集8點(diǎn)構(gòu)造平面2建立z軸，建立坐標(biāo)系2；
在坐標(biāo)系2級(jí)自動(dòng)測(cè)量模式下，確定工件的內(nèi)圓柱距離上端面和下端面各3mm位置處為測(cè)量基準(zhǔn)，分別自動(dòng)測(cè)量在測(cè)量基準(zhǔn)位置的圓2和圓3，連接圓2和圓3的圓心建立基準(zhǔn)直線(xiàn)1；
以基準(zhǔn)直線(xiàn)1建立z軸，平面2的z向坐標(biāo)置0設(shè)立為z軸原點(diǎn)，直線(xiàn)1的(x、y)坐標(biāo)置0設(shè)立為x軸、y軸原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系3，以坐標(biāo)系3作為工件坐標(biāo)系。
進(jìn)一步的，如上所述的一種航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法，步驟五中，設(shè)置光學(xué)檢測(cè)參數(shù)如下：光源類(lèi)型為同軸光、光強(qiáng)為10％～20％、聚焦時(shí)間為2s～3s、聚焦距離為1mm～2mm，使用光學(xué)鏡頭進(jìn)行自動(dòng)聚焦測(cè)量閥座密封面。
進(jìn)一步的，如上所述的一種航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法，步驟六中，設(shè)置激光檢測(cè)參數(shù)如下：激光增益為20％～30％、分辨率0.01mm～0.03mm、掃描速度0.1～0.5mm/s、濾波方式為高斯濾波，使用激光鏡頭自動(dòng)掃描閥座密封面處輪廓。
進(jìn)一步的，如上所述的一種航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法，步驟四具體為：
采用觸發(fā)式測(cè)頭在工件的上端面手動(dòng)采集4點(diǎn)構(gòu)造平面1建立z軸；
在工件的內(nèi)圓柱距離上端面3mm位置處的截面上手動(dòng)采集4點(diǎn)構(gòu)造圓1，將圓1的(x、y)坐標(biāo)值置零，設(shè)立x軸、y軸原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系1；
在坐標(biāo)系1下，開(kāi)啟自動(dòng)測(cè)量模式，在工件的上端面均布采集8點(diǎn)構(gòu)造平面2建立z軸，建立坐標(biāo)系2；
在坐標(biāo)系2級(jí)自動(dòng)測(cè)量模式下，確定工件的內(nèi)圓柱距離上端面和下端面各3mm位置處為測(cè)量基準(zhǔn)，分別自動(dòng)測(cè)量在測(cè)量基準(zhǔn)位置的圓2和圓3，連接圓2和圓3的圓心建立基準(zhǔn)直線(xiàn)1；
以基準(zhǔn)直線(xiàn)1建立z軸，平面2的z向坐標(biāo)置0設(shè)立為z軸原點(diǎn)，直線(xiàn)1的(x、y)坐標(biāo)置0設(shè)立為x軸、y軸原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系3，以坐標(biāo)系3作為工件坐標(biāo)系；
步驟五中，設(shè)置光學(xué)檢測(cè)參數(shù)如下：光源類(lèi)型為同軸光、光強(qiáng)為10％～20％、聚焦時(shí)間為2s～3s、聚焦距離為1mm～2mm，使用光學(xué)鏡頭進(jìn)行自動(dòng)聚焦測(cè)量閥座密封面；
步驟六中，設(shè)置激光檢測(cè)參數(shù)如下：激光增益為20％～30％、分辨率0.01mm～0.03mm、掃描速度0.1～0.5mm/s、濾波方式為高斯濾波，使用激光鏡頭自動(dòng)掃描閥座密封面處輪廓。
本發(fā)明技術(shù)方案的有益效果在于：本發(fā)明是通過(guò)采用接觸與非接觸的復(fù)合測(cè)量技術(shù)，實(shí)現(xiàn)航天閥門(mén)殼體閥座密封副處幾何尺寸，主要是距孔口小于45mm深處的形位尺寸的測(cè)量，具有非接觸、高速度、自動(dòng)化等優(yōu)點(diǎn)。本發(fā)明方法對(duì)產(chǎn)品測(cè)量時(shí)可以解決人工測(cè)量所帶來(lái)的人為誤差，而且不用對(duì)產(chǎn)品進(jìn)行刨切，即可以在不破壞零件完整性的情況下獲得產(chǎn)品的形位尺寸。因此，研究基于接觸與非接觸復(fù)合測(cè)量技術(shù)的航天產(chǎn)品幾何參數(shù)測(cè)量方法具有現(xiàn)實(shí)的理論意義和重大的實(shí)用價(jià)值。本發(fā)明擴(kuò)大了計(jì)算機(jī)輔助檢測(cè)技術(shù)的應(yīng)用范圍，能夠應(yīng)用于航天產(chǎn)品幾何參數(shù)測(cè)量等領(lǐng)域。
附圖說(shuō)明
圖1是基于接觸與非接觸復(fù)合測(cè)量技術(shù)的航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。
本發(fā)明提出了一種涉及到采用接觸式的探針測(cè)頭和非接觸式的影像測(cè)頭、激光測(cè)頭對(duì)航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸進(jìn)行復(fù)合測(cè)量的方法，如圖1所示是這種基于接觸與非接觸復(fù)合測(cè)量技術(shù)的航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法的流程圖，各步驟的具體說(shuō)明如下：
一種航天閥門(mén)產(chǎn)品形位尺寸測(cè)量方法，應(yīng)用該方法的復(fù)合式測(cè)量?jī)x上包括觸發(fā)式測(cè)頭和非接觸式的影像測(cè)頭及激光測(cè)頭，對(duì)航天閥門(mén)殼體閥座密封副的形位尺寸進(jìn)行復(fù)合測(cè)量；具體包括如下步驟：
步驟一：?jiǎn)?dòng)復(fù)合式測(cè)量?jī)x，打開(kāi)測(cè)量軟件，安裝觸發(fā)式測(cè)頭、光學(xué)測(cè)頭和激光測(cè)頭，其中觸發(fā)式測(cè)頭安裝φ2×40mm的紅寶石測(cè)針，光學(xué)測(cè)頭使用10倍率的物鏡，激光測(cè)頭使用ttl同軸激光；
步驟二：利用標(biāo)準(zhǔn)玻璃板和標(biāo)準(zhǔn)球分別校驗(yàn)觸發(fā)式測(cè)頭、光學(xué)測(cè)頭；
步驟三：利用標(biāo)準(zhǔn)環(huán)規(guī)對(duì)觸發(fā)式測(cè)頭、光學(xué)測(cè)頭和激光測(cè)頭進(jìn)行復(fù)合校驗(yàn)，校驗(yàn)后進(jìn)入工作狀態(tài)；
步驟四：在機(jī)器坐標(biāo)系下，依據(jù)測(cè)量要求，采用觸發(fā)式測(cè)頭測(cè)量基準(zhǔn)元素，完成工件坐標(biāo)系的建立；
具體為：
采用觸發(fā)式測(cè)頭在工件的上端面手動(dòng)采集4點(diǎn)構(gòu)造平面1建立z軸；
在工件的內(nèi)圓柱距離上端面3mm位置處的截面上手動(dòng)采集4點(diǎn)構(gòu)造圓1，將圓1的(x、y)坐標(biāo)值置零，設(shè)立x軸、y軸原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系1；
在坐標(biāo)系1下，開(kāi)啟自動(dòng)測(cè)量模式，在工件的上端面均布采集8點(diǎn)構(gòu)造平面2建立z軸，建立坐標(biāo)系2；
在坐標(biāo)系2級(jí)自動(dòng)測(cè)量模式下，確定工件的內(nèi)圓柱距離上端面和下端面各3mm位置處為測(cè)量基準(zhǔn)，分別自動(dòng)測(cè)量在測(cè)量基準(zhǔn)位置的圓2和圓3，連接圓2和圓3的圓心建立基準(zhǔn)直線(xiàn)1；
以基準(zhǔn)直線(xiàn)1建立z軸，平面2的z向坐標(biāo)置0設(shè)立為z軸原點(diǎn)，直線(xiàn)1的(x、y)坐標(biāo)置0設(shè)立為x軸、y軸原點(diǎn)，建立坐標(biāo)系3，以坐標(biāo)系3作為工件坐標(biāo)系。
步驟五：在工件坐標(biāo)系下，設(shè)置光學(xué)檢測(cè)參數(shù)如下：光源類(lèi)型為同軸光、光強(qiáng)為10％～20％、聚焦時(shí)間為2s～3s、聚焦距離為1mm～2mm，使用光學(xué)鏡頭進(jìn)行自動(dòng)聚焦測(cè)量閥座密封面；
步驟六：在工件坐標(biāo)系下，設(shè)置激光檢測(cè)參數(shù)如下：激光增益為20％～30％、分辨率0.01mm～0.03mm、掃描速度0.1～0.5mm/s、濾波方式為高斯濾波，使用激光鏡頭自動(dòng)掃描閥座密封面處輪廓。
步驟七：利用測(cè)量軟件計(jì)算閥座密封面處的形位誤差，如垂直度、平面度等；
步驟八：打印評(píng)價(jià)報(bào)告。