[发明专利]一种复杂零件关键特征参数的测头在机测量方法

说明书

一种复杂零件关键特征参数的测头在机测量方法，首先确定单个测点接触路径规划，规划单个特征内的测量路径，再规划多个特征间的测量路径，连接出最优的整体测量路径；再由测量程序测量得到标记点的实测点坐标值，计算关键特征参数；通过CATIA CAA二次开发，基于CAD内核，开发出测点标记、测量轨迹生成、测量程序生成、特征参数计算功能模块，形成在机测量系统；在测量规划阶段，先在软件平台进行测点标记，生成测量轨迹，导出测量程序，然后在机床上进行实际测量，将测量结果导入在机测量系统，进行特征参数计算和显示。本发明实现了复杂零件关键特征的尺寸参数和误差参数的测头在机快速测量，具有较好的可操作性和适用性，便于在企业加工现场进行应用。

技术领域

本发明属于加工-测量一体化技术领域，特别涉及一种复杂零件关键特征参数的测头在机测量方法。

背景技术

随着制造业的快速发展，对切削加工过程少人甚至无人干预的要求越来越高。在对精度要求高的零件加工时，需要在精加工工序间和工序后进行在机检测，判断是否超差、过切，保证工序质量，但这部分工作会占用机床开机时间，降低加工效率。因此减少人工干预、提高加工过程的自动化程度，从而提高加工质量、改善检验水平、加快生产效率是目前我国制造业面临的重要挑战。

目前对工件进行质量检测主要有三种方式：第一种是人工测量，该方法是指工人用卡尺、千分表进行手动测量，测量过程较快，但是其测量精度较低，并且需要机床停机，会占用机床开机时间，仅能对一些简单的零件特征进行测量；第二种是三坐标测量机测量，该方法精度高，不占用机床的开机时间，但是需反复拆卸工件，耗时较多，同时也会引起装夹误差和装夹变形；第三种是测头在机测量，该方法利用机床自身的运动系统代替了三坐标测量机的运动轴，理论上来说在机测量是完全可以胜任复杂工件的测量需求，它也省去了工件多次装夹，测量效率上也会提高很多。

目前，从国外的应用来看，有学者已经将在机测系统引入自己的加工中心，加工耗时大大缩短，测量精度也可以保证。国内的在机测量技术发展普遍比较落后，应用也比较狭隘，有些机床安装了测头，但是使用时也仅仅用来对刀，而不用于测量零件特征；除此之外，测头使用时往往是通过手摇手轮的方式进行移动，仅仅利用了测头的感应功能，自动化程度非常低。因此，开发实用的在机测量系统，特别是复杂零件测量程序自动生成和特征参数计算就显得尤为迫切。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提出了一种复杂零件关键特征参数的测头在机测量方法，能够实现复杂零件关键特征的尺寸参数和误差参数的测头在机快速测量，具有较好的可操作性和适用性，便于在企业加工现场进行应用。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种复杂零件关键特征参数的测头在机测量方法，包括以下步骤：

步骤1)针对复杂零件不同区域和多个特征，首先确定单个测点接触路径规划，然后规划单个特征内的测量路径，接着再规划多个特征间的测量路径，最后连接出最优的整体测量路径；

步骤2)由测量程序测量得到标记点的实测点坐标值，进而计算关键特征参数，关键特征参数包括特征参数和误差参数；特征参数包括孔径、孔距等孔特征参数，壁高和壁厚等薄壁特征参数，以及腹板厚度特征参数；误差参数包括尺寸误差、孔同轴度误差、孔垂直度误差、面平面度误差、面轮廓度误差；

步骤3)通过CATIA CAA二次开发成CATIA的一个模块，借助CATIA的CAD内核，开发出测点标记、测量轨迹生成、测量仿真、测量程序生成、数据读入、误差计算、特征参数计算等功能模块，形成在机测量系统；

步骤4)在测量规划阶段，首先在软件平台进行测点标记，然后生成测量轨迹，并导出测量程序；接着，在机床上进行实际测量；最后，将测量结果导入在机测量系统，进行特征参数计算和显示。

所述的步骤1)的具体过程为：

1.1)单个测点接触路径规划：