一种确定复杂曲面轮廓度误差的方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利(10)授权公告号(10)授权公告号CNCN102809364102809364B(45)授权公告日2014.10.22(21)申请号201210236183.8中国博士学位论文全文数据库》.2007,全文.(22)申请日2012.07.09何改云等.复合位置度误差的最小条件解析算法.《计量技术》.2004,6-9.(73)专利权人天津大学审查员邢明浩地址300072天津市南开区卫津路92号(72)发明人何改云张美刘欣贾红洋(74)专利代理机构天津市北洋有限责任专利代理事务所12201代理人温国林(51)Int.Cl.G01B21/20(2006.01)(56)对比文件JP特开平10-277888A,1998.10.20,CN101413793A,2009.04.22,CN102168965A,2011.08.31,何改云.形位误差的逼近原理及算法研究.《权权利要求书2页利要求书2页说明书8页说明书8页附图1页附图1页(54)发明名称一种确定复杂曲面轮廓度误差的方法(57)摘要本发明公开了一种确定复杂曲面轮廓度误差的方法，涉及复杂曲面评定领域，数控系统将当前坐标位置传送给数据处理终端；数据处理终端通过当前坐标位置建立复杂曲面轮廓度误差模型；通过测量坐标系和设计坐标系的粗匹配，获取理想曲面的位姿初始参数；数据处理终端通过位姿初始参数和复杂曲面轮廓度误差模型获取复杂曲面轮廓度初始误差；数据处理终端对位姿初始参数进行优化，并重新获取复杂曲面轮廓度当前误差,直到复杂曲面轮廓度当前误差和复杂曲面轮廓度初始误差的差值小于阈值时，将复杂曲面轮廓度当前误差作为复杂曲面轮廓度最终误差并输出。通过本方法获取到的最终误差接近复合最小条件的理论值，降低了工件误费率和生产成本，提高了检测精度。CN102809364BCN10289364BCN102809364B权利要求书1/2页1.一种确定复杂曲面轮廓度误差的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：(1)接触式三坐标测头的测端接触到工件表面后发出触发信号通过信号接收装置传送给加工中心的数控系统，所述数控系统将所述接触式三坐标测头测端的当前坐标位置锁存下来，并将所述当前坐标位置传送给数据处理终端；(2)所述数据处理终端通过所述当前坐标位置建立复杂曲面轮廓度误差模型；(3)所述数据处理终端通过测量坐标系和设计坐标系的粗匹配，获取理想曲面的位姿初始参数；(4)所述数据处理终端通过所述位姿初始参数和所述复杂曲面轮廓度误差模型获取复杂曲面轮廓度初始误差；(5)所述数据处理终端对所述位姿初始参数进行优化，并重新执行步骤(4)，获取复杂曲面轮廓度当前误差，直到所述复杂曲面轮廓度当前误差和所述复杂曲面轮廓度初始误差的差值小于阈值时，将所述复杂曲面轮廓度当前误差作为复杂曲面轮廓度最终误差并输出；所述数据处理终端通过所述当前坐标位置建立复杂曲面轮廓度误差模型具体包括：1)所述数据处理终端获取复杂曲面轮廓度公差带；其中，p点为测量点，q点为理论点，nq表示理想曲面上q的法向量，t为公差值；2)所述数据处理终端通过所述复杂曲面轮廓度公差带建立所述复杂曲面轮廓度误差模型；其中，任意一复杂曲面绕x，y，z轴旋转的角度分别为α,β,γ；沿x，y，z轴的平移量q为δx,δy,δz；测量点p的坐标为(xp,yp,zp)，理论点q的坐标为(xq,yq,zq)，法向量n的坐标为。2.根据权利要求1所述的一种确定复杂曲面轮廓度误差的方法，其特征在于，所述所述数据处理终端通过所述位姿初始参数和所述复杂曲面轮廓度误差模型获取复杂曲面轮廓度初始误差具体为：2CN102809364B权利要求书2/2页所述数据处理终端将所述位姿初始参数带入到所述复杂曲面轮廓度误差模型中获取到所述测量点p到所述理想曲面的最大距离，将2倍的最大距离作为所述复杂曲面轮廓度初始误差。3CN102809364B说明书1/8页一种确定复杂曲面轮廓度误差的方法技术领域[0001]本发明涉及复杂曲面误差评定领域，尤其涉及一种确定复杂曲面轮廓度误差的方法。背景技术[0002]在航空航天、造船及汽车工业等领域，许多重要的零部件往往由高精度自由型面构成，这些部件对整个设备的寿命和安全性起着重要作用，所以自由曲面在工程实际中扮演着越来越重要的角色，由于自由曲面的加工过程复杂，加工成本过高，所以对其误差评定过程有着更高的要求，要求尽量准确地评定曲面误差，使其接近真实误差，通过避免误废来降低生产成本。[0003]在数控加工过程中，对工件进行测量的传统方法要使用各种常规量具(千分表和卡尺等)或设备(三坐标测量机等)。对于简单的几何量测量，操作者可以在数控机床上直接用量具测量；对于工件的几何特征或空间位置等比较复杂的测量问题，由于常规量具无法解决