一种空间孔位测量基准误差补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种空间孔位测量基准误差补偿方法。该方法可解决零件实际测量坐标系与理论测量坐标系不符，导致空间孔位测量结果存在测量基准误差的问题。在进行计算时，考虑空间孔位测量特点，依据最小二乘法构建目标函数，求解空间孔位实测值与理论值之间的坐标变换矩阵，进而对空间孔位测量值进行测量基准误差补偿。本发明专利技术方法可对空间孔位测量结果进行测量基准误差补偿，提高空间孔位测量精度。

A standard error compensation method for space hole position measurement

The invention discloses a method for compensating the reference error of space hole position measurement. This method can solve the problem that the actual measuring coordinate system of the part is not consistent with the theoretical measurement coordinate system, which leads to the problem of the measurement datum error in the measurement result of space hole position. Considering the measurement characteristics of space holes, the objective function is constructed according to the least square method, and the coordinate transformation matrix between the measured value and the theoretical value of the space hole is solved, and then the reference error compensation for the measurement of the space hole position is made. The method of the invention can compensate the error of the measurement datum error and improve the precision of the space hole position measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种空间孔位测量基准误差补偿方法
本专利技术涉及一种误差补偿方法，尤其是一种用于空间孔位测量误差补偿方法，具体地说是一种用于空间孔位测量的基准误差补偿方法。
技术介绍
数控加工零件往往存在孔的加工，孔的加工质量，尤其是精孔质量是评判零件是否合格的重要依据。在零件空间孔位测量过程中，由于零件理论测量坐标系与实际测量坐标系存在偏差，使得零件空间孔位测量结果存在测量基准误差。这种误差对零件孔加工精度的评估带来很大的影响，进而对评判零件是否合格产生影响。查阅相关技术和文献发现，蔺小军(2013)在学术期刊《计量学报》2013,34(2),p128-133发表了论文“叶片型面测量编程与误差处理技术”公开了一种消除测量系统误差的方法，基于已知叶片CAD模型提取测量点理论坐标值，采用微平面法计算法向矢量，并采用ICP算法进行配准消除系统误差，该方法可在保证测量精度的前提下提高叶片零件测量效率。刘元朋(2005)在学术期刊《中国机械工程》2005,16(12),p1080-1082发表了论文“复杂曲面测量数据最佳匹配问题研究”公开了一种复杂曲面类零件测量数据匹配方法，通过初试匹配和精确匹配来实现测量本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种空间孔位测量基准误差补偿方法，其特征是它包括以下步骤：步骤1，将空间孔位实际测量坐标值，理论坐标值及孔位方向向量为pa，pt和vh；步骤2，假定将空间孔位理论值pt经三次平移及三次旋转后得到p′t，其中平移旋转量为δx,δy,δz,εx,εy,εz；步骤3，由于空间孔位测量结果始终处于经过空间孔位理论点pt，与孔位方向vh垂直的平面内，因此将经平移旋转后的pt′在该平面内进行投影，得到投影点ps；步骤4，将ps中每点与对应实际测量点的距离平方和设为最小二乘法目标函数f，用于求解步骤2中的平移旋转量δx,δy,δz,εx,εy,εz；步骤5，当目标函数值最小时，空间孔位平移旋转量即为空间孔位...

【技术特征摘要】
1.一种空间孔位测量基准误差补偿方法，其特征是它包括以下步骤：步骤1，将空间孔位实际测量坐标值，理论坐标值及孔位方向向量为pa，pt和vh；步骤2，假定将空间孔位理论值pt经三次平移及三次旋转后得到p′t，其中平移旋转量为δx,δy,δz,εx,εy,εz；步骤3，由于空间孔位测量结果始终处于经过空间孔位理论点pt，与孔位方向vh垂直的平面内，因此将经平移旋转后的pt′在该平面内进行投影，得到投影点ps；步骤4，将ps中每点与对应实际测量点的距离平方和设为最小二乘法目标函数f，用于求解步骤2中的平移旋转量δx,δy,δz,εx,εy,εz；步骤5，当目标函数值最小时，空间孔位平移旋转量即为空间孔位测量实际坐标系与理论坐标系间的位置关系，为求解空间孔位平移旋转量，将目标函数对平移旋转量δx,δy,δz,εx,εy,εz分别求导并赋值为0；步骤6，将求导方程联立得到方程组，求解空间孔位平移旋转量δx,δy,δz,εx,εy,εz；步骤7，根据步骤6中求解的空间孔位平移旋转量δx,δy,δz,εx,εy,εz，将空间孔位实际测量坐标值pa进行平移旋转，得到pa′；步骤8，p′a在经过空间孔位理论点pt，与孔位方向vh垂直的平面内的投影p″a即为经测量基准误差补偿后的空间孔位测量值。2.根据权利要求1所述的一种空间孔位测量基准误差补偿方法，其特征在于，所述的空间孔位实际测量坐标值，理论坐标值，不同点处的测量法矢及测量误差可表示为vhm(imjmkm)其中m表示第m个空间孔位，m＝1,2,3,…n，n为空间孔位数量。3.根据权利要求1所述的一种空间孔位测量基准误差补偿方法，其特征在于，所述的空间孔位理论值经平移旋转后得到的p′t在平移旋转量较小，省略计算过程中的高阶无穷小量后，用下式表示：其中δx,δy,δz,εx,εy,εz分别为沿X，Y，Z方向的平移量和旋转量。4.根据权利要求1所述的一种空间孔位测量基准误差补偿方法，其特征在于，所述的pt′在经过空间孔位理论点pt，与孔位方向vh垂直平面内的投影ps可表示为psm＝(psxmpsympszm)，用下式求解：5.根据权利要求1所述的一种空间孔位测量基准误差补偿方法，其特征在于，所述的最小二乘法目标函数f用下式表示：将公式(1)代入公式(3)后可将f转换为下式：其中a＝im2-1，b＝jm2-1，c＝km2-1。6.根据权利要求1所述的一种空间孔位测量基准误差补偿方法，其特征在于，所述的目标函数对平移旋转量的求导过程计算如下：由得：由得：由得：由得：其中，Ax＝imkmytm-imjmztm，Bx＝jmkmytm-bztm，Cx＝cytm...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈昕，高鑫，孙超，阮超，王伟，汪裕杰，李卫东，唐李，许曜寰，秦枭品，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川,51