標準放大圖測量方法、測量裝置及測量系統與流程
2023-08-06 00:24:21 4
本發明涉及工件測量領域，特別地，涉及一種用於工件計量測量領域的標準放大圖測量方法、測量裝置及測量系統。
背景技術：
標準放大圖作為與測量投影儀配合使用的量規，實現對工件的型面或者輪廓度的校準測量。例如，航空零部件中的葉片葉型、葉片榫頭、渦輪盤榫槽、半徑樣板、螺紋千分尺測頭等均採用標準放大圖進行校準，具體地，利用大型投影儀對葉片葉型、葉片榫頭、渦輪盤榫槽、半徑樣板、螺紋千分尺測頭等對象件按一定倍數放大後與相應倍數的標準放大圖進行擬合比較測量。
隨著葉片製作加工的質量控制越來越嚴格，標準放大圖作為葉片榫槽及葉片葉型的對象量規，數量也在不斷增加，且為了確保量規的精確性，需要在測量前對作為量規的標準放大圖進行公差校準，以判定其是否符合要求。平均每個標準放大圖需要檢測90個坐標點，需要消耗大量的人力，因此，經常無法按節點完成該種量規的檢測任務。
此外，標準放大圖的主要檢測要素是測量型面線輪廓度，以往的檢測方法都是測量圖紙給定的理論計量點的坐標值，實測坐標值減理論坐標值即為標準放大圖型面坐標值偏差，取型面坐標的最大偏差值與最小偏差值之差作為標準放大圖型面線輪廓度誤差。這種方法計算出來的輪廓度是近似值，具有一定誤差。且測量圖紙給定的理論計量點時，往往通過固定x坐標值或者y坐標值來測量另外一個坐標的測量誤差，測量方向不是沿著曲線的法向，這與線輪廓度的公差定義有一定的出入。
因此，現有的標準放大圖的檢測存在消耗大量人力、檢測效率低的缺陷；且由於輪廓度為近似值，其檢測精度亦有待提高，以滿足精密測量的加工需求。
技術實現要素：
本發明提供了一種標準放大圖測量方法、測量裝置及測量系統，以解決現有的標準放大圖測量校準存在檢測效率低、線輪廓度檢測精度難以達到精密要求的技術問題。
本發明採用的技術方案如下：
根據本發明的一個方面，提供一種標準放大圖測量方法，用於對標準放大圖在使用前進行校準測量，本發明測量方法包括：
將待測標準放大圖依據其實體模型要求轉換為對應的三維模型圖；
將待測標準放大圖上多個理論計量點對應的第一坐標值提取並存儲至第一文件中；
將三維模型圖導入測量系統，並在測量系統中根據待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系；
將第一文件導入測量系統，在測量系統中測量多個理論計量點對應的第二坐標值；
根據第二坐標值構成的特徵組合判定待測標準放大圖對應的線輪廓度是否符合理論線輪廓度要求，進而判定待測標準放大圖是否符合設計要求。
進一步地，在測量系統中測量多個理論計量點對應的第二坐標值包括：
取多個理論計量點的矢量方向為三維模型圖上對應曲線的法向，採集對應的坐標值作為第二坐標值。
進一步地，在測量系統中根據待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系包括：
固定待測標準放大圖；
經測量系統調整測量影像儀的工作參數；
採集待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系。
進一步地，本發明測量方法還包括：
輸出測量結果，輸出測量結果包括但不限於：生成和/或列印包含多個理論計量點對應的第二坐標值的電子文檔、生成測量得到的線輪廓度示意圖。
進一步地，在進行校準測量之前，本發明測量方法還包括：
調整校準測量的工作環境的溫溼度條件，以滿足校準測量要求。
根據本發明的另一方面，還提供一種標準放大圖測量裝置，用於對標準放大圖在使用前進行校準測量，本發明測量裝置包括：
轉換模塊，用於將待測標準放大圖依據其實體模型要求轉換為對應的三維模型圖；
提取模塊，用於將待測標準放大圖上多個理論計量點對應的第一坐標值提取並存儲至第一文件中；
導入模塊，用於將三維模型圖導入測量系統，並在測量系統中根據待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系；
採集模塊，用於將第一文件導入測量系統，在測量系統中測量多個理論計量點對應的第二坐標值；
校準模塊，用於根據第二坐標值構成的特徵組合判定待測標準放大圖對應的線輪廓度是否符合理論線輪廓度要求，進而判定待測標準放大圖是否符合設計要求。
進一步地，採集模塊用於在取多個理論計量點的矢量方向為三維模型圖上對應曲線的法向時，採集對應的坐標值作為第二坐標值。
進一步地，本發明測量裝置還包括：
輸出模塊，輸出模塊包括以下至少之一：
第一輸出單元，用於生成和/或列印包含多個理論計量點對應的第二坐標值的電子文檔；
第二輸出單元，用於生成測量得到的線輪廓度示意圖。
根據本發明的另一方面，還提供一種標準放大圖測量系統，包括：測量影像儀及與測量影像儀相連用於數據採集及處理的處理器，本發明處理器上配置上述的測量裝置。
進一步地，處理器經通信埠連接用於數據管理的伺服器。
本發明具有以下有益效果：
本發明標準放大圖測量方法、測量裝置及測量系統，通過將標準放大圖轉換為對應的三維模型圖，並在測量系統中獲取標準放大圖上多個理論計量點對應的第二坐標值，由於該第二坐標值的測量方向是沿著型面線的法向，避免了現有的通過固定x坐標值或者y坐標值來測量另一坐標的測量誤差；且本發明測量方法可以實現整體擬合，通過根據第二坐標值構成的特徵組合判定線輪廓度是否符合理論要求，使得線輪廓度的校準更為精準；此外，本發明測量方法可以對測量數據進行自動處理，有效提高作為量規的標準放大圖的校準效率、降低勞動強度。
除了上面所描述的目的、特徵和優點之外，本發明還有其它的目的、特徵和優點。下面將參照附圖，對本發明作進一步詳細的說明。
附圖說明
構成本申請的一部分的附圖用來提供對本發明的進一步理解，本發明的示意性實施例及其說明用於解釋本發明，並不構成對本發明的不當限定。在附圖中：
圖1是本發明優選實施例標準放大圖測量方法的流程示意圖；
圖2是本發明優選實施例中葉片榫頭標準放大圖示意圖；
圖3是本發明優選實施例中葉片葉型標準放大圖示意圖；
圖4是本發明優選實施例中存儲多個理論計量點對應的第一文件的示意圖；
圖5是本發明優選實施例中標準放大圖測量裝置的原理方框示意圖。
附圖標記說明：
100、轉換模塊；200、提取模塊；300、導入模塊；400、採集模塊；
500、校準模塊；600、輸出模塊。
具體實施方式
需要說明的是，在不衝突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特徵可以相互組合。下面將參考附圖並結合實施例來詳細說明本發明。
本發明的優選實施例提供了一種標準放大圖測量方法，用於對標準放大圖在使用前進行校準測量，參照圖2及圖3，本實施例待校準的標準放大圖以葉片榫頭及葉片葉型標準放大圖為例，當然，本領域技術人員可以理解，本發明測量方法還適用於其他類型的標準放大圖。參照圖1，本實施例測量方法包括：
步驟s100，將待測標準放大圖依據其實體模型要求轉換為對應的三維模型圖；
由於圖2或者圖3所示的標準放大圖示意圖為沿xy軸平面的平面示意圖，本實施例通過對該標準放大圖沿其z軸方向按實體模型要求進行軸向拉伸，從而建立對應的三維模型圖，以便後期生成測量矢量方向點。
步驟s200，將待測標準放大圖上多個理論計量點對應的第一坐標值提取並存儲至第一文件中；
在一個實施例中，在將待測標準放大圖轉換為三維模型圖之前，先按照校準要求從待測標準放大圖上提取多個理論計量點對應的第一坐標值並轉存至第一文件中。
在另一實施例中，在三維模型圖中，將與標準放大圖上多個理論計量點對應的坐標數據提取出來，按設定格式存儲至本地，並將z軸坐標值統一賦值為零後轉存至第一文件中。優選地，將cad中的計量的坐標數據提取出來保存到excel文檔裡，再按固定格式複製到後綴名為xyz的記事本文檔(參見圖4)裡，x、y值按圖紙賦值，z值統一賦值為0。
步驟s300，將三維模型圖導入測量系統，並在測量系統中根據待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系；
本實施例中，在測量系統中根據待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系包括：
固定待測標準放大圖；
經測量系統調整測量影像儀的工作參數，其中工作參數包括選擇合適的光強及焦距；
採集待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系。
步驟s400，將第一文件導入測量系統，在測量系統中測量多個理論計量點對應的第二坐標值；
本實施例將帶計量點坐標的記事本文檔通過檢測系統導入到測量程序中，進入採點模式，框選整個三維模型上可以測量的所有計量點，且所有計量點的矢量方向沿著三維模型曲線的法向，採集對應的坐標值作為第二坐標值。
步驟s500，根據第二坐標值構成的特徵組合判定待測標準放大圖對應的線輪廓度是否符合理論線輪廓度要求，進而判定待測標準放大圖是否符合設計要求。
測量完所有的計量點後，將這些點收集構造成一個掃描特徵組合，然後評定該特徵組合的線輪廓度。本實施例測量方法通過比對測量獲得線輪廓度與理論線輪廓度的差值，判斷差值是否超出預設閾值，進而判定待測標準放大圖是否符合設計要求，從而實現了快速校準量規的目的。
本實施例通過將標準放大圖轉換為對應的三維模型圖，並在測量系統中獲取標準放大圖上多個理論計量點對應的第二坐標值，由於該第二坐標值的測量方向是沿著型面線的法向，避免了現有的通過固定x坐標值或者y坐標值來測量另一坐標的測量誤差，且更加符合線輪廓度的公差定義；且本發明測量方法可以實現整體擬合，通過根據第二坐標值構成的特徵組合判定線輪廓度是否符合理論要求，使得線輪廓度的校準更為精準；此外，本發明測量方法可以對測量數據進行自動處理，有效提高作為量規的標準放大圖的校準效率、降低勞動強度。
優選地，本實施例測量方法還包括：
輸出測量結果，輸出測量結果包括但不限於：生成和/或列印包含多個理論計量點對應的第二坐標值的電子文檔、生成測量得到的線輪廓度示意圖。
本實施例通過輸出測量結果，如將所有測量點坐標數據自動生成電子文檔並列印出來，省去了傳統手抄結果的時間，且減少了人為誤差。且採用該智能化數據採集及判斷方法，檢測效率可以得到極大提升。
優選地，在進行校準測量之前，本實施例測量方法還包括：
調整校準測量的工作環境的溫溼度條件，以滿足校準測量要求。
下面以一個具體實施例的舉例進行說明：
步驟1，校準前，對校準測量的工作環境的溫溼度條件進行調節。
校準標準放大圖對應的室溫應為(20±5)℃，相對溼度為40﹪～70﹪，校準前平衡溫度的時間不少於2小時。
步驟2，準備工作。
1)、將標準放大圖的cad設計圖轉化成三維模型，注意在轉化格式前將cad圖中x、y軸交點平移至(0，0，0)。
2)、將標準放大圖上的圖紙上的計量點坐標值按順序輸入空白記事本，x、y值按圖紙輸入，z值統一賦值為0，格式如圖4所示。
步驟3，測量過程。
1)、將三維模型通過檢測系統導入到測量程序中。
2)、固定好標準放大圖，選擇合適的光強及焦距，採集標準放大圖的中心線建立測量坐標系。選擇「cad＝工件」，將工件坐標系與模型坐標系對齊。
3)、將計量點坐標的記事本文檔通過檢測系統導入到測量程序中。
4)、進入採點模式，框選整個三維模型可以測量所有計量點，並且所有計量點的矢量方向沿著三維模型曲線的法向。
5)、測量完所有的計量點後，將這些點收集構造成一個掃描特徵組合，然後評定該特徵組合的線輪廓度。
6)、對測量結果輸出進行輸出格式的設置，使測量點坐標數據結果能夠自動保存在電子文檔裡。
本實施例標準放大圖測量方法具有以下有益效果：
(1)、所有計量點的測量方向沿著型面線的法向，更加符合線輪廓度的公差定義。
(2)、以往只能通過局部點的最大偏差來計算線輪廓度，目前可以實現整體擬合，所得線輪廓度值更加精確。
(3)、所有測量點坐標數據能夠自動生成電子文檔並且列印出來，省去了以往手抄結果的時間，且減少了人為誤差。
(4)、程序完善後能夠實現自動測量，檢測效率由原來5小時/件，提高到2小時/件。
根據本發明的另一方面，還提供一種標準放大圖測量裝置，用於對標準放大圖在使用前進行校準測量，參照圖5，本實施例測量裝置包括：
轉換模塊100，用於將待測標準放大圖依據其實體模型要求轉換為對應的三維模型圖；
提取模塊200，用於將待測標準放大圖上多個理論計量點對應的第一坐標值提取並存儲至第一文件中；
導入模塊300，用於將三維模型圖導入測量系統，並在測量系統中根據待測標準放大圖的中心線建立測量坐標系；
採集模塊400，用於將第一文件導入測量系統，在測量系統中測量多個理論計量點對應的第二坐標值；
校準模塊500，用於根據第二坐標值構成的特徵組合判定待測標準放大圖對應的線輪廓度是否符合理論線輪廓度要求，進而判定待測標準放大圖是否符合設計要求。
本發明裝置實施例為與上述方法實施例對應的實施例，上述各模塊的實現過程可以參照上述方法實施例的描述。
本實施例中，採集模塊400用於在取多個理論計量點的矢量方向為三維模型圖上對應曲線的法向時，採集對應的坐標值作為第二坐標值。
優選地，本發明測量裝置還包括：輸出模塊600，輸出模塊包括以下至少之一：
第一輸出單元，用於生成和/或列印包含多個理論計量點對應的第二坐標值的電子文檔；
第二輸出單元，用於生成測量得到的線輪廓度示意圖。
根據本發明的另一方面，還提供一種標準放大圖測量系統，包括：測量影像儀及與測量影像儀相連用於數據採集及處理的處理器，本發明處理器上配置上述的測量裝置。
本發明標準放大圖測量系統，通過將標準放大圖轉換為對應的三維模型圖，並在測量系統中獲取標準放大圖上多個理論計量點對應的第二坐標值，由於該第二坐標值的測量方向是沿著型面線的法向，避免了現有的通過固定x坐標值或者y坐標值來測量另一坐標的測量誤差；且本發明測量系統可以實現整體擬合，通過根據第二坐標值構成的特徵組合判定線輪廓度是否符合理論要求，使得線輪廓度的校準更為精準；此外，本發明測量系統可以對測量數據進行自動處理，有效提高作為量規的標準放大圖的校準效率、降低勞動強度。
優選地，本發明測量系統中的處理器經通信埠連接用於數據管理的伺服器，從而將待測標準放大圖的測量數據上傳至伺服器，以便於集中統一管理及事後追溯。
需要說明的是，本發明的說明書和權利要求書及上述附圖中的術語「第一」、「第二」等是用於區別類似的對象，而不必用於描述特定的順序或先後次序。應該理解這樣使用的數據在適當情況下可以互換，以便理解描述的本發明的實施例。此外，術語「包括」和「具有」以及他們的任何變形，意圖在於覆蓋不排他的包含，例如，包含了一系列步驟或單元的過程、方法、系統、產品或設備不必限於清楚地列出的那些步驟或單元，而是可包括沒有清楚地列出的或對於這些過程、方法、產品或設備固有的其它步驟或單元。
需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機可執行指令的計算機系統中執行，並且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同於此處的順序執行所示出或描述的步驟。
本實施例方法所述的功能如果以軟體功能單元的形式實現並作為獨立的產品銷售或使用時，可以存儲在一個或者多個計算設備可讀取存儲介質中。基於這樣的理解，本發明實施例對現有技術做出貢獻的部分或者該技術方案的部分可以以軟體產品的形式體現出來，該軟體產品存儲在一個存儲介質中，包括若干指令用以使得一臺計算設備(可以是個人計算機，伺服器，移動計算設備或者網絡設備等)執行本發明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質包括：u盤、移動硬碟、只讀存儲器(rom,read-onlymemory)、隨機存取存儲器(ram,randomaccessmemory)，磁碟或者光碟等各種可以存儲程序代碼的介質。
以上所述僅為本發明的優選實施例而已，並不用於限制本發明，對於本領域的技術人員來說，本發明可以有各種更改和變化。凡在本發明的精神和原則之內，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發明的保護範圍之內。