專利名稱：一種物體形狀精度的檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種物體形狀精度的檢測技術(shù)，具體為物體形狀尺度精度的檢測方法。
目前，一般檢測物體形狀的工具是游標(biāo)卡尺和千分尺。這些具的檢測精度，一是受到工具本身檢測精度的限制；二是受到使用者操作水平的影響；三是對(duì)于復(fù)雜形狀物體或不方便檢測形體(如規(guī)則或不規(guī)則凹槽)也難于檢測。例如，高速線軋機(jī)以其精確的孔型設(shè)計(jì)以及微張力軋制可獲得高精度的線材產(chǎn)品。而獲得高精度線材產(chǎn)品的前提是，必須要有高精度的孔型樣板。盡管在我國軋鋼行業(yè)中，孔型樣板一般是由計(jì)算機(jī)控制的線切割機(jī)床加工而成的，但孔型樣板是否符合設(shè)計(jì)要求，沒有比較精確的檢驗(yàn)手段。特別是高速線材精軋機(jī)的孔型，由于樣板尺寸較小，加工誤差很難用肉眼判別，只能在理論上相信機(jī)床的切割精度無誤，即一般認(rèn)為線切割機(jī)床加工出來的樣板就是合格的孔型樣板。但實(shí)際上，在線切割機(jī)床加工樣板的過程中，由于程序輸入人員對(duì)軋制孔型樣板設(shè)計(jì)圖的理解偏差，往往會(huì)使加工的孔型樣板與設(shè)計(jì)圖紙不符。另外，由于線切割機(jī)床的切割鉬絲磨損量未進(jìn)行合理補(bǔ)償，也會(huì)導(dǎo)致加工誤差。所以，迄今為止，現(xiàn)有孔型樣板的檢驗(yàn)方法仍然采用手工使用游標(biāo)卡尺進(jìn)行檢測的傳統(tǒng)方法，誤差較大，且不穩(wěn)定，直接影響了線材產(chǎn)品的質(zhì)量，也影響高速線材軋機(jī)性能的充分發(fā)揮。盡管如此，據(jù)調(diào)查，目前還沒有對(duì)這類孔型樣板本身進(jìn)行十分精確檢測的更好的方法。這也是線材生產(chǎn)普遍存在的一個(gè)缺陷。
本發(fā)明的技術(shù)方案主要靠如下方法實(shí)現(xiàn)。
利用計(jì)算機(jī)機(jī)制圖軟件，精確繪制出設(shè)計(jì)所要求的平面物體的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象，并存入計(jì)算機(jī)；再利用計(jì)算機(jī)外部輸入設(shè)備，精確獲取所加工出的平面物體的實(shí)際形狀圖象，并輸存到計(jì)算機(jī)的繪圖軟件中；將所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象拷貝到所述的繪圖軟件中，與所述的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行同倍數(shù)的比較檢測；最后用計(jì)算機(jī)外部輸出設(shè)備輸出比較檢測結(jié)果。
本發(fā)明方法的第一步很容易實(shí)現(xiàn)，即用計(jì)算機(jī)繪制出設(shè)計(jì)所要求的物體平面的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象，特別是采用計(jì)算機(jī)AUTOCAD繪圖軟件時(shí)，達(dá)到設(shè)計(jì)所要求的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象更容易。這個(gè)標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象將作為檢測實(shí)際物體的依據(jù)而被存在計(jì)算機(jī)內(nèi)。所述的精確程度取決于設(shè)計(jì)要求。
本發(fā)明的第二步是利用計(jì)算機(jī)外部輸入設(shè)備，精確獲取所加工的物體平面的實(shí)際形狀圖象，并輸存到計(jì)算機(jī)的繪圖軟件中。所述的計(jì)算機(jī)外部輸入設(shè)備可以是多種多樣的，例如，可以是掃描儀；也可以是數(shù)碼相機(jī)等。真實(shí)、精確地反映出所加工出的物體平面(包括具有一定厚度的樣板，因?yàn)樽鳛闃影?，一般只依賴其外部形狀起作?的實(shí)際形狀圖象是根本原則和基本要求。所述的真實(shí)、精確程度將在很大程度上取決于外部輸入設(shè)備的質(zhì)量和檔次，當(dāng)然，還可以分別用不同的外部輸入設(shè)備采樣，例如即采用掃描儀采樣，也采用數(shù)碼相機(jī)采樣，兩者擇其優(yōu)，作為實(shí)際形狀圖象；或者兩者都采用，分別進(jìn)行下一步比較檢測。這要根據(jù)實(shí)際檢測精度要求的需要設(shè)計(jì)安排。在計(jì)算機(jī)繪圖軟件中，為了清晰，可以對(duì)所采集的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行必要或優(yōu)化的整理修正；為了比較檢測，還應(yīng)當(dāng)參照所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象對(duì)所采集的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行同等比例或倍數(shù)的調(diào)整。
本發(fā)明的第三步是將所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象拷貝到所述的繪圖軟件中，與所述的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行同倍數(shù)的比較檢測。如果所加工物體的實(shí)際形狀圖象不符合要求或精度不夠，則這種比較很容易直觀、精確地反映出來。當(dāng)所設(shè)計(jì)的物體形狀圖象可以用數(shù)學(xué)模型表達(dá)時(shí)，這種比較還可以迅速反映出兩者的具體數(shù)值差異來。所述的“同倍數(shù)的比較檢測”包含如下含義將所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象與所述的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行整體形狀的對(duì)比檢測；將所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象與所述的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行局部形狀的同倍放大對(duì)比檢測。放大倍數(shù)取決于設(shè)計(jì)和檢測精度要求。為了對(duì)比清晰和方便，所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象與所述的實(shí)際形狀圖象可以采取不同顏色設(shè)計(jì)或描繪。
本發(fā)明的最后一部是用計(jì)算機(jī)外部輸出設(shè)備輸出比較檢測結(jié)果。計(jì)算機(jī)外部輸出設(shè)備也可以是多種多樣的。例如，可以是打印機(jī)、繪圖儀等。為了直觀和做文件，可采用彩色打印機(jī)并以圖象方式輸出比較檢測結(jié)果較為方便。而為了存檔，采用磁盤、光盤承載比較檢測結(jié)果也非常容易作到。當(dāng)然，這也取決于實(shí)際要求。
很明顯，本發(fā)明的方法可以大大減少人為測量的誤差，可以根據(jù)需求提高和保證檢測的精度，尤其適用于人工使用常規(guī)工具難于檢測的復(fù)雜形狀物體和小尺寸物體的檢測，并且具有簡單、方便、直觀、便于記錄和保存的特點(diǎn)。
圖6將所述的直角形曲線標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象與所述的直角L型平面物體實(shí)際形狀圖象進(jìn)行同倍數(shù)的比較檢測的屏顯示意圖；旨在檢測直角情況。
從圖2可以看出，被測物體是一個(gè)直角L型平面物體，且其中的一條直角邊指定位置上有一圓弧形平面凸起的特殊形狀物體。而圖示的檢測是L型直角(圖6)和圓弧型平面凸起(圖4)分別檢測的。這是為了更精確、更方便地檢測(放大檢測)小尺寸的圓弧型平面凸起的形狀。當(dāng)然，利用計(jì)算機(jī)很容易將所述的直角型曲線形狀圖象(圖5)與所述的圓弧型曲線標(biāo)準(zhǔn)圖象(

圖1)按比例合為一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象(也即整體設(shè)計(jì)的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象)，并用其來檢測實(shí)際物體的整體形狀精度，特別是所述的直角型曲線形狀圖象與所述的圓弧型曲線形狀圖象兩者之間的相互位置關(guān)系的精度。
2、選用360dpi 24位彩色掃描儀，將孔型樣板進(jìn)行實(shí)物掃描，把圖象傳輸?shù)嚼L圖軟件中，能夠得到近乎完美的掃描圖象輸出如圖2。
3、在計(jì)算機(jī)中采集孔型樣板的掃描圖象，用繪圖軟件對(duì)掃描圖象進(jìn)行必要的整理修正；參照所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象對(duì)掃描圖象進(jìn)行同等比例或倍數(shù)的調(diào)整，以確定反映樣板實(shí)物的最佳圖象如圖3。
4、將利用繪圖軟件畫出的標(biāo)準(zhǔn)孔型圖拷貝到繪圖軟件圖象文件中，進(jìn)行同倍數(shù)的比較檢測如圖3，5所示。此時(shí)在計(jì)算機(jī)顯示器上可以直接放大觀察到孔型實(shí)際曲線、各部位尺寸是否與設(shè)計(jì)相符如圖4、6所示。這樣，就可以較為準(zhǔn)確地判斷出孔型輥環(huán)樣板的實(shí)際制造精度。5、最后，用彩色噴墨打印機(jī)將比較圖形以彩色照片模式高質(zhì)量地打印出來，作為技術(shù)文件和技術(shù)依據(jù)存檔。
1、第一步同實(shí)施例1；2、用數(shù)碼相機(jī)的特寫模式將被測孔型樣板，如典型的Φ6.5毫米成品孔型樣板，按標(biāo)準(zhǔn)比例拍攝，數(shù)碼相機(jī)的圖象分辨率為1152×864；CCD分辨率為1160×872。把數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)卡用串行電纜與計(jì)算機(jī)進(jìn)行連接，將數(shù)碼相機(jī)存儲(chǔ)卡上的照片傳輸?shù)接?jì)算機(jī)繪圖軟件中。然后，采用Kodak DC210 Mounter軟件，通過Windows 98可以在屏幕上查看孔型樣板的實(shí)際圖象。
3、在計(jì)算機(jī)中采集孔型樣板的數(shù)碼圖象，用繪圖軟件對(duì)數(shù)碼圖象進(jìn)行整理修正；參照所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象對(duì)數(shù)碼圖象進(jìn)行同等比例或倍數(shù)的調(diào)整，以確定反映樣板實(shí)物的最佳圖象。
后續(xù)步驟與實(shí)施例1相同。
上述孔型樣板檢測新方法已在高速線材廠實(shí)際使用，實(shí)踐證明，這種新檢測方法對(duì)把好產(chǎn)品質(zhì)量關(guān)起到了積極的作用，提高了產(chǎn)品的合格率，降低了產(chǎn)品成本，為企業(yè)贏得了較大的經(jīng)濟(jì)效益。
權(quán)利要求
1.一種物體形狀的檢測方法，其特征在于(1)利用計(jì)算機(jī)機(jī)制圖軟件，精確繪制出設(shè)計(jì)所要求的物體的平面標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象，并存入計(jì)算機(jī)；(2)利用計(jì)算機(jī)外部輸入設(shè)備，精確獲取所加工出的物體的平面實(shí)際形狀圖象，并輸存到計(jì)算機(jī)的圖象軟件中；(3)將所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象拷貝到所述的圖象軟件中，與所述的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行同倍數(shù)的比較檢測；(4)用計(jì)算機(jī)外部輸出設(shè)備輸出比較檢測結(jié)果。
2.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)制圖軟件是AUTOCAD。
3.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)外部輸入設(shè)備是掃描儀或數(shù)碼照相機(jī)。
4.如權(quán)利要求1所述的檢測方法，其特征在于所述的計(jì)算機(jī)外部輸出設(shè)備是彩色打印機(jī)，并以圖象方式輸出比較檢測結(jié)果。
全文摘要
一種物體形狀精度的檢測方法。涉及一種物體形狀精度的檢測技術(shù)，檢測物體形狀的工具是卡尺和千分尺，它受到工具本身精度的限制；受操作者水平的影響；復(fù)雜形又難于檢測。為此提供一種利用計(jì)算機(jī)技術(shù)采用分別測繪然后在進(jìn)行比較的檢測方法，其方案是利用計(jì)算機(jī)機(jī)制圖軟件，精確繪制出設(shè)計(jì)所要求的物體的平面標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象，存入計(jì)算機(jī)；再利用計(jì)算機(jī)輸入設(shè)備，精確獲取所加工出的物體的平面實(shí)際形狀圖象，并輸存到計(jì)算機(jī)的圖象軟件中；將所述的標(biāo)準(zhǔn)形狀圖象拷貝到所述的圖象軟件中，與所述的實(shí)際形狀圖象進(jìn)行同倍數(shù)的比較檢測；最后用計(jì)算機(jī)外部輸出設(shè)備輸出比較檢測結(jié)果。
文檔編號(hào)G06F17/50GK1428724SQ0114469
公開日2003年7月9日 申請(qǐng)日期2001年12月25日 優(yōu)先權(quán)日2001年12月25日
發(fā)明者崔宏武, 奚紅 申請(qǐng)人:天津天鋼集團(tuán)有限公司