[发明专利]一种复杂工件表面平面度测量的三坐标测量机测量方法

说明书

本发明公开了一种复杂工件表面平面度测量的三坐标测量机测量方法，涉及仿真测量领域，该方法包括以下步骤工件网格化，提取工件网格单元节点的空间坐标，筛选待测表面的网格单元节点，确定测点测量位置以及测量轨迹，生成待测表面的三坐标测量程序，完成三坐标测点位置的采集，最终获得整个测量表面采样节点集合的实际测量值。该方法不依赖特定的采样曲线以及规则的采样区域，可以实现复杂工件表面的测点快速生成，在保证测量表面完整性的基础上，保证采样的均匀性，具有测点分布和测量路径规划人工依赖度小，针对不同复杂表面零件的测量具有优秀的适应性。

技术领域

本发明涉及仿真测量领域，尤其涉及一种复杂工件表面平面度测量的三坐标测量机测量方法。

背景技术

三坐标测量机通过接触测量的方式，获得接触点的空间坐标信息，反映零件的实际制造尺寸以及表面平面度等信息，广泛的应用于实验室科学研究和工业生产中。三坐标测量的基本原理有两种：一种是通过固定的夹具系统，建立夹具坐标系，通过预先设定的三坐标测量机测点位置，获得工件对应点在夹具坐标系中的实际位置，由于采用夹具绝对坐标系定义预设测量点位置，测量点的位置不依赖于零件的位置，因此适用于批量重复性的测量，一般应用于工厂中测量零件的制造质量波动；另一种是将工件固定于测量平台上，通三坐标测量机手动建立以零件为基础的相对坐标系，通过零件理论几何尺寸信息，定义测量点的理论位置，从而获得三坐标测量机在理论接触点的实际尺寸，适用于单个零件的自定义测量，多用于实验室对试验件的特殊测量。

专利号为CN103335626B、名称为“三坐标测量机测量平面度的样本点优化选取方法”的中国专利，提出一种通过其他三维高分辨率表面形貌测量技术获得的预检测表面平面度高密度点云数据，经过对各个分块小区域内的测点数据分析，对表面点云数据进行缩减，获得能反映表面平面度变化的最优样本集。该方法提供了一种表面样本点的缩减方法，依赖于其他测量手段的预检测数据，检测周期长，不适用于新工件新结构的初始测量。

专利号为US20130030773、名称为“COORDINATE MEASURING SYSTEM DATAREDUCTION”的美国专利，提出一种通过零件CAD模型特征、零件几何信息与尺寸公差信息，对初始划分的测量网格进行分块分析，实现对初始测量样本的缩减目的。该技术仅仅是实现对初始测量网格的缩减，不能实现对复杂表面的非规则网格化测量，因此对复杂工件表面的测量适应性较小。

当前三坐标测量机定义测量点的位置，主要依靠于手动找点，或者定义一条标准的测量采样曲线，或者定义标准采样区域，这种测量点位置的定义模式，不仅需要大量的手动定义操作，依赖标准的采样取点轨迹，而且针对复杂工件表面的测量，手动定义测量点或者特定区域的扫描测量，无法实现高效均匀化的布点，无法实现非规则表面的非规则网格化测量。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种能够满足非规则表面的快速均匀布置测点的测量方法。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明针对现有技术中的缺陷，为了克服现有的三坐标测量技术中不能满足非规则表面的快速均匀布置测点，提出一种面向复杂工件表面平面度测量的三坐标测量机测量方法，以实现复杂工件表面的测点快速生成，能够实现复杂工件表面的均匀非规则测点规划，人工依赖度小，针对不同复杂表面零件的测量具有优秀的适应性。

为实现上述目的，本发明提供了一种复杂工件表面平面度测量的三坐标测量机测量方法，包括以下步骤：

步骤100，工件网格化，将待测工件模型划分网格，得到包含待测工件空间位置的系列节点集合，以及工件有限元模型的坐标系O_aX_aY_aZ_a，进入步骤200；