一种大尺度曲面工件轮廓精密测量方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102564358A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102564358A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210011354.7(22)申请日2012.01.13(71)申请人浙江师范大学地址321000浙江省金华市婺城区迎宾大道688号(72)发明人俞红祥(74)专利代理机构金华科源专利事务所有限公司33103代理人黄飞(51)Int.Cl.G01B11/28(2006.01)权利要求书权利要求书1页1页说明书说明书22页页附图附图11页(54)发明名称一种大尺度曲面工件轮廓精密测量方法(57)摘要本发明属于机械加工方法类，具体是一种大尺度曲面工件轮廓精密测量方法，具体是：建成一立方体框架，框架底部安装基准平面，将被测量曲面工件放置于基准平面上；在基准平面两侧安装龙门机构，龙门机构上装测量头，龙门机构的横向导轨和纵向导轨带动测量头在测量区域水平面内自由移动；在立方体框架顶部及两个正交侧面安装参考平面，当测量头测量曲面工件时，测量头同时测量距离顶部参考平面、两个正交侧面参考平面以及与下部被测曲面工件的距离；通过龙门机构带动测量头在立方体框架内移动测量实现对曲面工件不同位置的扫描测量，并通过被扫描各点的空间坐标值确定被检测曲面工件的精确轮廓。本发明方案合理、成本低、测量机构紧凑稳固、绝对检测精度高。CN10256438ACN102564358A权利要求书1/1页1.一种大尺度曲面工件轮廓精密测量方法，其特征在于：建成一立方体框架，框架底部安装基准平面，将被测量曲面工件放置于基准平面上，保持待测量面向上；在基准平面两侧安装龙门机构，龙门机构上装测量头，龙门机构的横向导轨和纵向导轨带动测量头在测量区域水平面内自由移动；在立方体框架顶部及两个正交侧面安装参考平面，当测量头测量曲面工件时，测量头同时测量自身距离顶部参考平面、两个正交侧面参考平面以及与下部曲面工件被测点的距离；通过测量头与两个正交侧面参考平面的距离确定曲面工件被测量点在立方体框架内部的平面坐标位置，通过测量头与顶部参考平面及曲面工件的距离确定曲面工件被测量点在立方体框架内部的垂直坐标位置，通过龙门机构带动测量头在立方体框架内移动测量实现对曲面工件不同位置的扫描测量，并通过被扫描各点的空间坐标值确定被测量曲面工件的精确轮廓。2.根据权利要求1所述的大尺度曲面工件轮廓精密测量方法，其特征在于：立方体框架采用低温度膨胀系数的大理石材料。2CN102564358A说明书1/2页一种大尺度曲面工件轮廓精密测量方法技术领域[0001]本发明属于机械方法类，具体是一种大尺度曲面工件轮廓精密测量方法。背景技术[0002]在精密与超精密加工领域，例如大口径光学镜头、自由曲面反射镜、复杂形状模具等加工时，常常需要能够精确检测大尺度曲面工件轮廓精度，实现大尺度曲面工件表面轮廓超精密测量的根本难题在于用固定基准的超精密测量头如探针、激光测头等无法直接实现大范围测量。常常需要将超精密测量头安装于可移动的平台上，或者将工件安装于可移动的载物台上，在相对基准上进行测量。这个过程势必给测量数据引入由于移动机构引起的中间误差。尽管可以采用高精度气浮导轨、气浮主轴等减低移动机构的固有误差，并采用在线校准等手段抑制中间误差对大尺度工件轮廓测量精度的影响。但是这势必给增加测量装置成本、并引起机构复杂、测量稳定性差、数据处理复杂等问题。在针对大尺寸超精密曲面零件的表面轮廓精密测量方面，目前还没有一种采用固定基准、方案科学合理、简单易行的方法。发明内容[0003]本发明的目的是针对现有相对基准测量方式的不足，提供一种在固定测量基准下的大尺度曲面工件轮廓精密测量方法，从而降低对测量头移动机构定位精度的要求，简化数据处理过程并提高测量精度的稳定性。[0004]本发明的技术方案如下：[0005]一种大尺度曲面工件轮廓精密测量方法，其特征在于：建成一立方体框架，框架底部安装基准平面，将被测量曲面工件放置于基准平面上，保持待测量面向上；在基准平面两侧安装龙门机构，龙门机构上装测量头，龙门机构的横向导轨和纵向导轨带动测量头在测量区域水平面内自由移动；在立方体框架顶部及两个正交侧面安装参考平面，当测量头测量曲面工件时，测量头同时测量自身距离顶部参考平面、两个正交侧面参考平面以及与下部曲面工件被测点的距离；通过测量头与两个正交侧面参考平面的距离确定曲面工件被测量点在立方体框架内部的平面坐标位置，通过测量头与顶部参考平面及曲面工件的距离确定曲面工件被测量点在立方体框架内部的垂直坐标位置，通过龙门机构带动测量头在立方体框架内移动测量实现对曲面工件不同位置的扫描测量，并通过被扫描各点的空间坐标值确定被测量曲面工件的精确轮廓。[0006]本发明的立方体框架可以采