三坐标机测量自由曲线的方法
【专利摘要】本发明涉及一种三坐标机测量自由曲线的方法，通过对相邻两点的中点的法向矢量进行计算，并将其定义为待测量点的法向矢量，从而解决了无数模处理能力的测量机或无数学模型时对曲线坐标点的测量。本发明有效地解决了零件无数模型或三坐标机无模型处理模块时，三坐标机不能正确检测自由曲线的问题。
【专利说明】
三坐标机测量自由曲线的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及一种测量方法，尤其是一种三坐标机测量自由曲线的方法。
【背景技术】
[0002] 三坐标机测量点类特征时，是通过垂直接触零件型面，再通过测头半径补偿，实现 零件上点的坐标测量。对于具有自由曲线型面的零件，由于其型面不具有几何特征，测量时 无法保证测头垂直于型面采点。虽然有的坐标机可以通过零件数学模型实现自由曲线的测 量，但对于一些不具备模型处理功能的三坐标机，或零件没有数学模型时，就无法实现自由 曲线的正确测量。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的是研究一种三坐标机测量自由曲线的方法，实现在三坐标机没有模 型处理能力或待测零件没有数学模型时，对自由曲线的正确检测。
[0004] 本发明的技术方案是，所述的三坐标机测量自由曲线的方法包括以下步骤： (1) 准备待测零件，并记录图纸上的所有连续点的坐标值； (2) 依次选取待测的非端点的点坐标，并根据该点两侧相邻点的坐标值，计算相邻两点 的连线中点的法向角度； ⑶根据测量方向、待测点的两个相邻点的增量方向，计算待测点的两个相邻点的边线 中点的法向失量，并将其定义为待测点的法向失量； (4) 将各点的坐标值与法向矢量依次输入三坐标机； (5) 沿输入的矢量方向驱动测量机测头对各点进行测量； (6) 对测量头半径进行补偿后，得出待测点的坐标测量值； (7) 依次对比测量值与理论值，若所有差值都在公差带内，则自由曲线满足设计要求， 判定零件合格，否则为不合格。
[0005] 本发明通过对即相邻两点的中点的法向矢量进行计算，并将其定义为待测量点的 法向矢量，从而解决了无数模处理能力的测量机或无数学模型时对曲线坐标点的测量。由 于所述的中点与待测点位置重合或接近，通过本方法可以简体测量流程，并可拟定正确的 曲线，解决了测量曲线的难题，同时，本方案的计算过程可以通过常用的软件或三坐标机本 身即可实现，操作简便，效果明显，并利用到实际测量过程中。本发明有效地解决了零件无 数模型或三坐标机无模型处理模块时，三坐标机不能正确检测自由曲线的问题。
【具体实施方式】
[0006] -种三坐标机测量自由曲线的方法，包括以下步骤： (1 )准备待测零件，并记录图纸上的所有连续点的坐标值点（XI，yi)、（ X2，y2)......( xn， yn)； (2)依次选取待测的非端点的点坐标(xn，yn)，及相邻两点坐标(χη-ι，y n-i)、（ χη+ι，yn+i)， 利用相邻两点^-1^-1)、^+1++1)坐标值，计算相邻两坐标点中点处的法线角度9:9 = arctga-90 其中：a = arctg[(yn+2-yn)/(xn+2-xn)] (3) 根据步骤(2)的结果及相邻两点的坐标值，按下表定义待测点（Xn，yn)处的法线矢 量(I，J，K)，
(4) 将待测点的坐标值与法向矢量依次输入测量机； (5) 沿输入的矢量方向驱动测量机测头对各点进行测量； (6) 对测量头半径进行补偿后，得出待测点的坐标测量值； (7) 依次对比测量值与理论值，若所有差值都在公差带内，则自由曲线满足设计要求， 判定零件合格，否则为不合格。 实施例
[0007]对一块检测叶片的自由曲线样板的曲线型面进行测量，其设计图纸要求，曲线点 坐标值的允差为±〇.〇〇5_。其测量步骤如下： (1) 记录自由曲线样板的曲线型面的所有连续点的坐标值点：
(2) 依次选取待测的非端点的点坐标，及相邻两点坐标，利用相邻两点坐标值，计算相 邻两坐标点中点处的法线角度Θ:
(3) 根据步骤(2)的结果及相邻两点的坐标值，按下表定义待测点（Xn，yn)处的法线矢 量(I，J，K)， (4) 将测量点的坐标值与方向矢量依次输入测量机
(5) 沿输入的矢量方向驱动三坐标机测头对各点进行测量； (6) 对测量头半径进行补偿后，得出待测点的坐标测量值；
(7) 依次对比测量值与理论值，所有测量值都未超出公差要求，则该型面的自由曲线满 足设计要求，零件合格。
【主权项】
1. 一种=坐标机测量自由曲线的方法，其特征在于，所述的方法包括W下步骤： (1)准备待测零件，并记录图纸上的所有连续点的坐标值点（xi，yi)、（x2，y2)……（χ。， yn)； (2 )依次选取待测的非端点的点坐标(Xn，yn)，及相邻两点坐标(Xn-1，yn-1 )、（ Xn+1，yn+1 )， 利用相邻两点(Xn-1，yn-1)、（ Xn+1，yn+1)坐标值，计算相邻两坐标点中点处的法线角度θ : 其中 (3) 根据步骤(2)的结果及相邻两点的坐标值，按下表定义待测点(Xn，yn)处的法线矢量 (I，J，K):(4) 将待测点的坐标值与法向矢量依次输入测量机； (5) 沿输入的矢量方向驱动测量机测头对各点进行测量； (6) 对测量头半径进行补偿后，得出待测点的坐标测量值； (7) 依次对比测量值与理论值，若所有差值都在公差带内，则自由曲线满足设计要求， 判定零件合格，否则为不合格。
【文档编号】G01B21/00GK106092005SQ201610389170
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月3日 公开号201610389170.2, CN 106092005 A, CN 106092005A, CN 201610389170, CN-A-106092005, CN106092005 A, CN106092005A, CN201610389170, CN201610389170.2
【发明人】张野, 张世林, 雷云莲, 崔柏慧, 侯阳, 席岷, 彭铎
【申请人】哈尔滨东安发动机（集团）有限公司