测头校准块的制作方法
【专利摘要】一种测头校准块，设有：一管状体，该管状体的内部设有数个不同直径的标准孔，且数个标准孔为阶梯式设置；管状体的材质为：陶瓷或玻璃。本实用新型结构简单，操作简便，不仅增加了测点数据，一次校准能够选取24个测点；而且，在测点数据拟合时，能够较好地避免测量奇异点的带来的影响；提高了校准精度，使数据处理起来更加方便。
【专利说明】测头校准块
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及校准块，尤其涉及一种用于水下设施零部件加工检测使用的测头校准块，属于海洋工程领域。
【背景技术】
[0002]随着海洋石油向深水方向的勘探开发，水下生产设施零部件的加工制造要求也越来越高。
[0003]目前，在检测水下生产设施零部件的形位公差时，更多地使用测头测量来取代传统人工手动测量带来的效率低、精度差的缺陷。使用时，将测头安装在机床刀库中，通过测量宏程序驱动测头动作。测量时，测头宝石球表面接触工件，此时机床记下宝石球中心点的坐标值，工件被测点坐标值应为宝石球中心点坐标减去宝石球等效半径。
[0004]但是，在对水下生产设施零部件加工检测时，由于测头测杆变形、机床伺服动态误差等各种原因，会使校准出的测球半径小于该宝石球的实际半径，因此，称为等效半径，该等效半径正好抵消在测量零件时的误差。为了提高零件检测精度，测量前必须对测头进行校准，以获得红宝石球等效半径。测点数据处理时，使用的是等效半径而非宝石球实际半径。
[0005]目前，现有测头校准采用是标准球，校准时，通常一次只能选取四个测点，测点数据少，容易出现测量奇异点，测点数据不可靠，易出现测点拟合精度不高的现象，从而，降低测头校准精度。
实用新型内容
[0006]本实用新型的主要目的在于克服现有技术存在的上述缺点，而提供一种改进的测头校准块，其结构简单，操作简便，不仅增加了测点数据；而且，在测点数据拟合时，能够较好地避免测量奇异点的带来的影响；提高了校准精度，使数据处理起来更加方便。
[0007]本实用新型的目的是由以下技术方案实现的:
[0008]一种测头校准块，其特征在于:设有:一管状体，该管状体的内部设有数个不同直径的标准孔，且数个标准孔为阶梯式设置。
[0009]所述管状体的材质为:陶瓷或玻璃。
[0010]本实用新型的有益效果:本实用新型由于采用上述技术方案，其结构简单，操作简便，不仅增加了测点数据，一次校准能够选取24个测点；而且，在测点数据拟合时，能够较好地避免测量奇异点的带来的影响；提高了校准精度，使数据处理起来更加方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0011]图1为本实用新型整体结构示意图。
[0012]图1A为本实用新型结构剖视图。
[0013]图2本实用新型校准测量路径图。
[0014]图3为本实用新型校准原理图。
[0015]图中主要标号说明:
[0016]1.第一标准孔；2.第二标准孔；3.第三标准孔；4.测杆；5.测球；6.拟合圆。
【具体实施方式】
[0017]如图1至图1A所示，本实用新型设有:一管状体，该管状体的内部设有数个不同直径的标准孔，且数个标准孔为阶梯式设置；本实施例设有三个标准孔，包括:第一标准孔
1、第二标准孔2、第三标准孔3，三个标准孔的直径设置是自下而上逐渐增大或减小。上述第一标准孔1、第二标准孔2、第三标准孔3的加工精度相同，根据测头校准精度要求加工成
0.5um, 0.25um，0.15um，0.1Oumj 0.09um，0.08um，0.07um，0.06um。
[0018]上述管状体的材质为:陶瓷或玻璃。
[0019]如图2所示，第一标准孔1、第二标准孔2、第三标准孔3的测头校准测量路径完全相同。测头校准时，采用人工编制的测量宏程序来驱动测头动作，程序自动计算出所检测两测点的中点坐标。测头检测路径起始于随机的A点,沿机床X轴正向测球触碰B点,记录B点坐标，沿X负向至触碰C点，记录C点坐标，程序自动计算BC中点D坐标，驱动测头至D ;测头由D沿机床Y轴正向触碰E点，沿Y负向至触碰F点，记录F点坐标，程序自动计算EF中点即拟合圆圆心G坐标，驱动测头运动至G ;测头由G沿X正向触碰I点，记录I点坐标，沿X负向至触碰H点，记录H点坐标，测头退回G点；然后，由G到GF中点J，由J沿X正向触碰K点，记录K点坐标,沿X负向至触碰L点，记录L点坐标，测头退回至测量终止点M,结束标准孔检测。测球校准检测路径:A — B — C — D — E — F — G—I — H — G — J — K — L — M。
[0020]如图3所示，第一标准孔1、第二标准孔2、第三标准孔3的测头校准原理完全相同。以第二标准孔2检测原理为例加以说明。检测时，测头在检测宏程序驱动下运动，当测球5触碰被检测标准孔上的八个测点时,机床记录下宝石球5中心点坐标,八个测点坐标可拟合成圆6即为宝石球5中心点所在的圆，图2中D2’即为拟合圆6的直径。通过数据处理，计算出拟合圆6的直径D2’，由于标准孔直径D2已知且精度极高，二者比较之后即可得到测球等效半径R2。三个阶梯孔可以得到三个拟合圆，三个拟合圆直径分别与标准孔直径比较后得到三个宝石球等效半径，求取其平均值，即可得到最终的测头宝石球等效半径，完成测头校准。由于测杆4变形以及机床伺服动态误差等各种原因，测头校准出的测球等效半径R2小于该宝石球的实际半径，应用测头测量数据处理时使用测头等效半径R2而非测头实际半径，正好抵消在测量零件时的误差，提高了测头测量精度。
[0021]以上所述，仅是本实用新型的较佳实施例而已，并非对本实用新型作任何形式上的限制，凡是依据本实用新型的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本实用新型技术方案的范围内。
【权利要求】
1.一种测头校准块，其特征在于:设有:一管状体，该管状体的内部设有数个不同直径的标准孔，且数个标准孔为阶梯式设置。
2.根据权利要求1所述的测头校准块，其特征在于:所述管状体的材质为:陶瓷或玻
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【文档编号】B23Q17/20GK203936713SQ201420329533
【公开日】2014年11月12日 申请日期:2014年6月19日 优先权日:2014年6月19日
【发明者】陈祥余, 张宪阵, 片成荣, 章青, 张艳春, 吴楠, 宋洁, 肖德明, 孙金丽, 张育坤 申请人:中国海洋石油总公司, 海洋石油工程股份有限公司