CN112595281A - 一种工件的面轮廓度快速测量方法及介质 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种工件的面轮廓度快速测量方法，包括：工件上具有平面状的待测面，基准包括第一基准面和第二基准；待测面与第一基准面之间的角度为第一角度；待测面相对于第二基准的距离为轮廓度的目标距离。在水平的测量台上放置辅助检具，辅助检具包括互成第二角度的第一检具面和第二检具面，第一检具面呈水平状态，第二角度与第一角度互补；将工件固定于辅助检具上，使得待测面呈水平状态。间接距离为待测面与第一检具面之间的距离；根据间接距离推算得出目标距离的推定值，目标距离的推定值即为待测面的轮廓度数值。这种工件的面轮廓度快速测量方法可以快速地对平面轮廓度进行测量，便于提高大批量产品的检测量，进而提升产品的整体合格率。

Description

一种工件的面轮廓度快速测量方法及介质

技术领域

本发明涉及尺寸检测技术领域，尤其涉及一种工件的面轮廓度快速测量方法及介质。

背景技术

在零件的检测中，经常牵涉到面轮廓度的测量检验，面轮廓度是一种较难定义的几何要素，它不像一般规则的几何要素一般能用少量的参数给出精确定义，所以自由曲面加工精度的检验也编的较为复杂，为了保证检测的精确度，现常采用CMM三坐标测量仪进行测量。

虽然CMM三坐标测量的精度较高，但是由于其一般的操作方式较为复杂，牵涉到须先对零件进行采点找正，找正完成后再测出基准面的位置，最后才能对待测要素进行测量。找正和测基准面的过程所需的时间长，对测量人员的要求较高，因此这种方式现仅适用于批量零件的少量抽样轮廓度测量，难以进行快速的大批量轮廓度测量。尤其在大批量生产中，由于检测的样品数量难以提升，难免会有遗漏检测的不良品流出，影响产品整体的合格率，容易给消费者带来不好的使用体验。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种工件的面轮廓度快速测量方法及介质，其可以快速地对平面轮廓度进行测量，便于提高大批量产品的检测量，进而提升产品的整体合格率。

本发明的目的之一采用如下技术方案实现：

一种工件的面轮廓度快速测量方法，包括以下步骤：

基准及待测面确认：工件上具有平面状的待测面，所述待测面的基准包括相互垂直的第一基准面和第二基准；所述待测面与第一基准面之间的角度为第一角度，所述第一角度的值为α；所述待测面与所述第二基准之间沿所述第一基准面方向的距离为轮廓度的目标距离；

辅助定位：在水平的测量台上放置辅助检具，所述辅助检具包括互成第二角度的第一检具面和第二检具面，所述第一检具面呈水平状态，所述第二角度与第一角度互补；将所述工件固定于辅助检具上，使得所述工件的第一基准面与所述第二检具面平行，且所述待测面呈水平状态；

测量推算：获取间接距离，所述间接距离为所述待测面上多个不同位置处点与所述第一检具面之间的距离；根据所述间接距离推算得出所述目标距离的推定值，所述目标距离的推定值即为待测面的轮廓度数值。

进一步地，还包括合格判断步骤，所述合格判断步骤包括：

若所述目标距离的理想值为a，且待测面的轮廓度公差为±x，则所述间接距离的理论值b＝a×sinα；

当所述间接距离为b±x的范围内时，即判断所述待测面的轮廓度合格。

进一步地，所述合格判断步骤中还包括装配误差过滤步骤如下：

当所述间接距离为b±(x－0.01)的范围内时，才判断所述待测面的轮廓度合格。

进一步地，还包括合格判断步骤，所述合格判断步骤包括：

所述目标距离的推定值＝所述间接距离/sinα；

若所述目标距离的理想值为a，且待测面的轮廓度公差为±x，则所述目标距离的公差值＝±x/sinα；

当所述目标距离的推定值处于a±x/sinα的范围内时，即判断所述待测面的轮廓度合格。

进一步地，所述合格判断步骤中还包括装配误差过滤步骤如下：

当所述目标距离的推定值处于a±(x－0.01)/sinα的范围内时，才判断所述待测面的轮廓度合格。

进一步地，所述辅助定位步骤中，所述工件的第一基准面贴触于所述第二检具面。

进一步地，所述辅助检具还包括容纳孔，所述容纳孔开设于所述第二检具面上，所述容纳孔用于容纳位于所述工件的第二基准上的凸起。

进一步地，所述测量推算步骤中，所述间接距离为所述待测面上的前、后、左、右四个方向上各两点与所述第一检具面之间的距离。

进一步地，所述间接距离通过三坐标测量仪测量。

进一步地，所述第一角度的范围为0°至90°。

本发明的目的之二采用如下技术方案实现：

一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中所述计算机可读存储介质在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行所述工件的面轮廓度快速测量方法中的测量推算步骤。

现有技术中测量面轮廓度的方法存在着一些缺陷，本方案对这些缺陷作出了改进。其中，基准及待测面确认步骤中可以通过直接读取工件图纸来确认待测面和基准之间的关系，为后续辅助定位步骤做准备。根据上一步骤中得到的信息，在辅助定位步骤中借助辅助检具，不管待测面一般状态下处于什么方向和角度，辅助检具最终使得工件的待测面呈水平状态，水平状态的面相对于斜面而言本身已经是水平的，避免了现有一般测量方式中采点找平和基准面测量的步骤，节省了大量的时间。此外，在测量推算步骤中，只需测量间接距离就可以推算出目标距离的推定值，也就是待测面的轮廓度数值。

可以看出，本发明中的方案利用了工件的待测面与第一基准面和第二基准之间的关系，辅以辅助检具，将检测的步骤大大地简化，节省了大量的操作时间，且可再现性强，十分适合在工业化大批量生产某一产品时，做样本量数量多的轮廓度测量，避免少量抽样造成的不良品流出现象，增强对产品生产过程的轮廓度精度把控，最终成品的合格率更高。

附图说明

图1为本发明中的一种工件的面轮廓度快速测量方法的流程框图；

图2为本发明中实施例一中的工件的示意图；

图3为本发明中实施例一中的工件安装在辅助检具上的示意图；

图4为图3中的部分尺寸抽象而出的第一个示意图；

图5为图3中的部分尺寸抽象而出的第二个示意图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。

术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上，或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能存在居中元件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术术语和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

图1至5示出了本发明的一种工件的面轮廓度快速测量方法，包括基准及待测面11确认步骤、辅助定位步骤和测量推算步骤：

所述基准及待测面11确认步骤包括：工件1上具有平面状的待测面11，所述待测面11的基准包括相互垂直的第一基准面A和第二基准B；所述待测面11与第一基准面A之间的角度为第一角度12，所述第一角度12的值为α，其中，所述第一角度12的值α的范围优选为0°至90°的锐角；所述待测面11与所述第二基准B之间沿所述第一基准面A方向的距离为轮廓度的目标距离13；由于在实际测量检测中，待测的工件1都有相应的图纸，图纸上会标注其尺寸和公差，因此可以通过阅读图纸直接获得待测面11、第一基准面A和第二基准B的位置及相互之间的关系。其中，第二基准B可以为基准面也可以为基准轴，不影响本方法的实施。

所述辅助定位步骤包括：在水平的测量台上放置辅助检具2，所述辅助检具2包括互成第二角度21的第一检具面22和第二检具面23，所述第一检具面22呈水平状态，所述第二角度21与第一角度12互补；由于第一角度12和第二角度21互补，当将所述工件1固定于辅助检具2上时，只要使得所述工件1的第一基准面A与所述第二检具面23平行，那么所述待测面11就会呈水平状态；根据基准及待测面11确认步骤中得到的信息，在辅助定位步骤中借助辅助检具2，不管待测面11一般状态下处于什么方向和角度，辅助检具2最终能使得工件1的待测面11呈水平状态，水平状态的面相对于斜面而言本身已经是水平的，避免了现有一般测量方式中采点找平和基准面测量的步骤，节省了大量的时间。

所述测量推算步骤包括：获取间接距离3，所述间接距离3为所述待测面11上多个不同位置处点与所述第一检具面22之间的距离，间接距离3的测量无需找平，直接以第一检具面22作为基准即可；根据所述间接距离3推算得出所述目标距离13的推定值，所述目标距离13的推定值即为待测面11的轮廓度数值，在实际计算中，由于目标距离13与间接距离3形成了一个角度为α的直角三角形，在得知间接距离3的前提下，利用三角函数即可方便地推算出目标距离13的推定值。其中，目标距离13的实测值可以作为产品尺寸来记录、作为判断轮廓度是否合格的基础或其它用途。

可以看出，本发明中的方案利用了工件1的待测面11与第一基准面A和第二基准B之间的关系，辅以辅助检具2，将检测的步骤大大地简化，节省了大量的操作时间，且可再现性强，十分适合在工业化大批量生产某一产品时，做样本量数量多的轮廓度测量，避免少量抽样造成的不良品流出现象，增强对产品生产过程的轮廓度精度把控，最终成品的合格率更高。

在测量推算步骤得到间接距离3和目标距离13的推定值之后，为了更好地应用在样品检验中，还包括合格判断步骤，在本实施例中提供两种合格判断方式，便于在不同情况下使用。

其中第一种合格判断方法包括：

若所述目标距离13的理想值为a，且待测面11的轮廓度公差为±x，由于目标距离13与间接距离3的直角三角形关系，可以计算得到所述间接距离3的理论值b＝a×sinα；当所述间接距离3为b±x的范围内时，即判断所述待测面11的轮廓度合格。这种判断方式直接采用测量得到的间接距离3来判断是否合格，直接采用目标距离13的规定的轮廓度公差(可以直接从图纸上得出)作为间接距离3的公差，在判断合格方面无需考虑目标距离13的推算值，可以更快地得出被测的工件1是否合格。

第二种合格判断方法包括：

由于目标距离13与间接距离3之间的直角三角形关系，所述目标距离13的推定值＝所述间接距离3/sinα；若所述目标距离13的理想值为a，且待测面11的轮廓度公差111为±x，则所述目标距离13的公差131＝±x/sinα；当所述目标距离13的推定值处于a±x/sinα的范围内时，即判断所述待测面11的轮廓度合格。这种判断方式以目标距离13的推算值作为判断依据，但是考虑到了目标距离13的推算值是推算出来的，那么以推算值作为判断依据时，目标距离13的公差131也应当做推算，并根据直角三角形的关系推算出来为±x/sinα。这种方式得出的数据记录更加偏向于现有方式，更加直接，作为检验人员和数据记录更加方便一般人员的查看和检验。

由于本方法中需要用到辅助检具2，且与辅助检具2之间有装配关系，为了避免工件1与辅助检具2的装配过程中存在着装配误差，所述合格判断步骤中还包括装配误差过滤步骤。

第一种合格判断步骤的装配误差过滤步骤为：当所述间接距离3为b±(x－0.01)的范围内时，才判断所述待测面11的轮廓度合格。

第二种合格判断步骤的装配误差过滤步骤为：当所述目标距离13的推定值处于a±(x－0.01)/sinα的范围内时，才判断所述待测面11的轮廓度合格。

此外为了保证工件1的第一基准面A与辅助检具2的第二检具面23之间的平行度，所述辅助定位步骤中，所述工件1的第一基准面A贴触于所述第二检具面23，避免两者不接触时难以保证平行的缺陷。

由于工件1的形状可能并非完全规则，为了保证第一基准面A能够与第二检具面23贴触，所述辅助检具2还包括容纳孔，所述容纳孔开设于所述第二检具面23上，所述容纳孔用于容纳位于所述工件1的第二基准B上的凸起，避免凸起阻碍在第一基准面A与第二检具面23之间。

为了保证轮廓度检测的准确性和检测到的为面而非线，所述测量推算步骤中，所述间接距离3为所述待测面11上的前、后、左、右四个方向上各两点与所述第一检具面22之间的距离，尽量覆盖待测面11的各个位置从而反应待测面11的真实情况。且为了保证测量的精度，优选采用通过三坐标测量仪来测量间接距离3。

为了进一步说明本方案，基于上述描述，还提供了如图2至5所示的实施例一进行说明：

图2中示出了工件1的待测面11的尺寸、第一基准面A、第二基准B及其轮廓度要求，其中，待测面11与第一基准面A之间的角度为第一角度12，第一角度12的值α为44°；待测面11的轮廓度要求为0.1mm，则待测面11的轮廓度公差x为±0.5mm；第一基准面A与第二基准B相互垂直，待测面11相对于第二基准B的距离为目标距离13，目标距离13的理想值为10.15mm，其中B基准所在的柱体为两根，可以防止工件1固定在辅助检具上之后发生旋转移位。

图3中示出了工件1安装在辅助检具2上时的剖视图，工件1的第一基准面A与辅助检具2的第二检具面23平行贴合，待测面11与第一检具面22均呈水平状态；辅助检具2的第一检具面22与第二检具面23的角度为第二角度21，第二角度21为136°，与第一角度12的44°互补。

为了便于理解，图4将图3中的直角三角形抽象出来，其中目标距离13、间接距离3形成一个直角三角形，目标距离13为直角三角形的斜边，间接距离3为直角三角形的一条直边，当测得间接距离3的值之后，可以通过三角函数得出斜边的目标距离13的推算值。

在合格判断步骤中，按照第一种判断方式的判断步骤如下：

本实施例中的目标距离13的理想值为10.15mm，且待测面11的轮廓度公差为±0.05mm，则间接距离3的理论值＝10.15×sin44°＝7.05mm；若测得的间接距离3的数值为7.01mm，7.01mm位于7.05±0.05mm的范围内时，即判断此轮廓度的数值合格。或者为了考虑工件1与辅助检具2之间的装配误差，采用更加精确的判断标准，在±0.05mm的绝对值上减去0.01mm，即公差范围缩小为±0.04mm；那么只有当间接距离3处于7.05±0.04mm的范围内才算合格。

在合格判断步骤中，按照第二种判断方式的判断步骤如下：

如图5所示，本实施例中的目标距离13的理想值为10.15mm，且待测面11的轮廓度公差111为±0.05mm，则所述目标距离13的公差值131＝±0.05/sin44°mm＝±0.07mm。若测得间接距离3为7.01mm，则目标距离13的推定值＝7.01/sin44°mm＝10.09mm，10.09mm属于10.15±0.07mm的范围内，判断此轮廓度的数值合格。同样的，为了考虑工件1与辅助检具2之间的装配误差，可以采用更加精确的判断标准，在±0.07mm的绝对值上减去0.01mm，即公差范围缩小为±0.06mm；那么只有当目标距离13的推定值处于10.15±0.06mm的范围内才算合格。

此外，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中所述计算机可读存储介质在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行所述工件的面轮廓度快速测量方法中的测量推算步骤。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.一种工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：

基准及待测面确认：工件上具有平面状的待测面，所述待测面的基准包括相互垂直的第一基准面和第二基准；所述待测面与第一基准面之间的角度为第一角度，所述第一角度的值为α；所述待测面与所述第二基准之间沿所述第一基准面方向的距离为轮廓度的目标距离；

辅助定位：在水平的测量台上放置辅助检具，所述辅助检具包括互成第二角度的第一检具面和第二检具面，所述第一检具面呈水平状态，所述第二角度与第一角度互补；将所述工件固定于辅助检具上，使得所述工件的第一基准面与所述第二检具面平行，且所述待测面呈水平状态；

测量推算：获取间接距离，所述间接距离为所述待测面上多个不同位置处点与所述第一检具面之间的距离；根据所述间接距离推算得出所述目标距离的推定值，所述目标距离的推定值即为待测面的轮廓度数值。

2.如权利要求1所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，还包括合格判断步骤，所述合格判断步骤包括：

若所述目标距离的理想值为a，且待测面的轮廓度公差为±x，则所述间接距离的理论值b＝a×sinα；

当所述间接距离为b±x的范围内时，即判断所述待测面的轮廓度合格。

3.如权利要求2所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，所述合格判断步骤中还包括装配误差过滤步骤如下：

当所述间接距离处于b±(x－0.01)的范围内时，才判断所述待测面的轮廓度合格。

4.如权利要求1所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，还包括合格判断步骤，所述合格判断步骤包括：

所述目标距离的推定值＝所述间接距离/sinα；

若所述目标距离的理想值为a，且待测面的轮廓度公差为±x，则所述目标距离的公差值＝±x/sinα；

当所述目标距离的推定值处于a±x/sinα的范围内时，即判断所述待测面的轮廓度合格。

5.如权利要求4所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，所述合格判断步骤中还包括装配误差过滤步骤如下：

当所述目标距离的推定值处于a±(x－0.01)/sinα的范围内时，才判断所述待测面的轮廓度合格。

6.如权利要求1至5任一项所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，所述辅助定位步骤中，所述工件的第一基准面贴触于所述第二检具面。

7.如权利要求6所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，所述辅助检具还包括容纳孔，所述容纳孔开设于所述第二检具面上，所述容纳孔用于容纳位于所述工件的第二基准上的凸起。

8.如权利要求7所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，所述测量推算步骤中，所述间接距离为所述待测面上的前、后、左、右四个方向上各两点与所述第一检具面之间的距离。

9.如权利要求1所述的工件的面轮廓度快速测量方法，其特征在于，所述间接距离通过三坐标测量仪测量，三坐标测量仪的测针与高度计联接，测量时所述测针在所述第一检具面上置零。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序；其中所述计算机可读存储介质在运行时控制所述计算机可读存储介质所在的设备执行权利要求1至9任一项中所述的工件的面轮廓度快速测量方法中的测量推算步骤。

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