一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法技术

本发明专利技术提供一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法。其步骤为：启动复合式影像测量仪，在测座上安装触发式测头和光学镜头；利用标准玻璃板和标准球分别校验光学镜头和星型测针；利用标准环规对星型测头和光学测头进行复合校验，校验后进入工作状态；将大径厚比产品固定在复合式影像测量仪的工作台上，产品上密封面朝上；依据测量要求，采用星型测头测量基准元素，完成产品坐标系的建立：在产品坐标系下，加载10倍光学镜头光学检测；利用测量软件计算密封面处的形位误差；将大径厚比产品翻面摆放，重复测量。本发明专利技术方法具有非接触、高速度、高精度、自动化等优点。 1

【技术实现步骤摘要】
一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法
本专利技术属于检测
，具体涉及一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法。
技术介绍
几何量检测技术在航天领域所起的作用相当重要。特别是关键重要的产品，如大径厚比的金属密封圈等，需要对其几何尺寸进行精密测量。对于金属密封圈密封面处的形位尺寸，由于表面粗糙度要求非常严格，通常禁止采用接触式测量。况且，受产品大直径薄壁结构即大径厚比的影响(产品直径为140mm，厚度为4mm，径厚比为35，并且内槽为2mm宽，密封面仅为0.2mm宽)，金属密封圈的整体刚性差，即便采用三坐标机对密封面进行探针接触测量，也难以保证测量的准确性。因此，依据金属密封圈产品测量要求，需要针对大径厚比的金属密封圈密封面处形位尺寸开展复合式测量技术的研究工作。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决传统的三坐标机测量大径厚比产品形位尺寸存在的测量精确度低、测量难度大等不足的问题，提出了一种基于星型测针与光学影像镜头的大径厚比产品形位尺寸复合式测量方法。实现本专利技术目的的技术方案：一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，该方法采用接触式的星型测针和非接触式的光学影像测头对大径厚比产品形位尺寸进行复合测量，具体步骤如下：步骤一：启动复合式影像测量仪，在测座上安装触发式测头和光学镜头，其中触发式测头安装星型测针，光学镜头为10倍率的光学镜头；步骤二：利用标准玻璃板和标准球分别校验光学镜头和星型测针，星型测针在校验时，调整校验的起始角设置为0°～40°、终止角设置为90°；步骤三：利用标准环规对星型测头和光学测头进行复合校验，校验后进入工作状态；步骤四：将大径厚比产品固定在复合式影像测量仪的工作台上，产品上密封面朝上；步骤五：依据测量要求，采用星型测头测量基准元素，完成产品坐标系的建立：步骤六：在产品坐标系下，加载10倍光学镜头，光学检测参数设置如下：光源类型为同轴光、光强为20％～30％、聚焦距离为0.5mm～2mm、聚焦时间为3s～6s，使用光学镜头进行自动聚焦均布测量8点拟合出大径厚比产品上密封面；步骤七：利用测量软件计算密封面处的形位误差，包括垂直度、平面度；步骤八：将大径厚比产品翻面摆放，重复步骤五～步骤七对大径厚比产品下密封面的形位尺寸进行测量。如上所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其所述的星型测针，1号测尖为TIP0.5BY10MM方向向下，2号测尖为TIPSTAR1BY8指向X+，3号测尖为TIPSTAR1BY8指向Y+，4号测尖为TIPSTAR1BY8指向X-，5号测尖为TIPSTAR1BY8指向Y-，安装星型测针时，保证2号测尖与4号测尖的连线同X轴平行、3号测尖与5号测尖的连线同Y轴平行。如上所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其所述的复合式影像测量仪上安装有触发式传感器、光学传感器、TTL激光传感器，采用这种多传感器测量技术将光学和触发测量集中在一套系统中，同时具有三坐标测量及接触测量与非接触测量功能。如上所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其所述的复合式影像测量仪为海克斯康复合式影像测量仪。如上所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其所述的步骤三：利用标准环规对星型测头和光学测头进行复合校验，校验模式选择“自动+手动”模式。如上所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其所述的大径厚比产品的径厚比为20～50。如上所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其所述的大径厚比产品形位尺寸为金属密封圈密封面处的形位尺寸。如上所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其所述的步骤五：依据测量要求，采用星型测针测量基准元素，完成产品坐标系的建立为：采用星型测针的1号测尖在产品上限位面上手动采集4点构造平面1建立Z轴，在距离上密封面0.5mm处分别利用星型测针的2～5号测尖手动采集4点构造圆1，将圆1的(X、Y)坐标值置零，设立为原点，粗建产品坐标系；在自动测量模式下，采用星型测头的1号测尖在产品上限位面上均布采集8点测量一个平面2作为Z轴，将圆1的(X、Y)坐标值置零，设立为原点，进一步完成粗建产品坐标系；在垂直度测量基准的上、下两截面圆处，利用星型测针的2～5号测尖分别自动测量距离上密封面0.5mm处的圆2和距离下密封面0.5mm处的圆3，连接两截面圆圆心建立基准直线1，以基准直线1建立Z轴，平面2的Z向坐标置0，直线1的(X、Y)置0，完成精建产品坐标系。本专利技术的效果在于：本专利技术提出了一种采用接触式的星型测针和非接触式的光学影像测头对大径厚比产品形位尺寸进行复合测量的方法，实现大径厚比产品如金属密封圈的形位尺寸的测量，例如实现了宽度仅为0.2mm的密封面处平面度和垂直度的测量。本专利技术方法具有非接触、高速度、高精度、自动化等优点。本专利技术方法对产品测量时可以解决人工测量所带来的人为误差，而且对表面精度要求很高的密封面进行非接触测量，可以保证在不划伤产品表面的情况下获得产品的形位尺寸。本专利技术方法能够应用于航天产品几何参数测量等领域。附图说明图1是星型测针示意图；图2是大径厚比产品(例如：金属密封圈)示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法作进一步描述。本专利技术所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其针对金属密封圈的形位尺寸进行测量，目的在于测量宽度仅为0.2mm的密封面处平面度和垂直度，测量方法如下。采用接触式的星型测针和非接触式的光学影像测头对金属密封圈形位尺寸进行复合测量，具体步骤为：步骤一：启动复合式影像测量仪，在测座上安装触发式测头和光学镜头，其中触发式测头安装星型测针，光学镜头为10倍率的光学镜头；所述的复合式影像测量仪为海克斯康复合式影像测量仪，其上安装有触发式传感器、光学传感器、TTL激光传感器，采用这种多传感器测量技术将光学和触发测量集中在一套系统中，同时具有三坐标测量及接触测量与高精度非接触测量功能，可根据工件的三维几何形状、材料、反光性能和精度要求等选择最合适的传感器进行测量。图1所示是星型测针示意图，图2所示是金属密封圈示意图。所述的触发式测头安装星型测针1号测尖为TIP0.5BY10MM方向向下，2号测尖为TIPSTAR1BY8指向X+，3号测尖为TIPSTAR1BY8指向Y+，4号测尖为TIPSTAR1BY8指向X-，5号测尖为TIPSTAR1BY8指向Y-，安装星型测针时，保证2号测尖与4号测尖的连线同X轴平行、3号测尖与5号测尖的连线同Y轴平行。步骤二：利用标准玻璃板和标准球分别校验光学镜头和星型测针，星型测针在校验时，测尖与标准球容易发生干涉，因此在进行星型测针的自动校验前应根据测尖情况、标准球大小等调整校验的起始角和终止角，起始角一般设置为0°～40°(例如：0°、20°或40°)、终止角一般设置为90°；步骤三：利用标准环规对星型测头和光学测头进行复合校验，校验模式一般选择“自动+手动”模式，校验后进入工作状态；步骤四：将大径厚比的金属密封圈上面朝上，用V型铁架高并固定在复合式影像测量仪的工作台上；步骤五：依据测量要求，采用星型测针测量基准元素，完成产品坐标系的建立：采用星型测针的1号测尖在产品上限位面上手动采集4点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其特征在于：该方法采用接触式的

【技术特征摘要】
1.一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其特征在于：该方法采用接触式的星型测针和非接触式的光学影像测头对大径厚比产品形位尺寸进行复合测量，具体步骤如下：步骤一：启动复合式影像测量仪，在测座上安装触发式测头和光学镜头，其中触发式测头安装星型测针，光学镜头为10倍率的光学镜头；步骤二：利用标准玻璃板和标准球分别校验光学镜头和星型测针，星型测针在校验时，调整校验的起始角设置为0°～40°、终止角设置为90°；步骤三：利用标准环规对星型测头和光学测头进行复合校验，校验后进入工作状态；步骤四：将大径厚比产品固定在复合式影像测量仪的工作台上，产品上密封面朝上；步骤五：依据测量要求，采用星型测头测量基准元素，完成产品坐标系的建立：步骤六：在产品坐标系下，加载10倍光学镜头，光学检测参数设置如下：光源类型为同轴光、光强为20％～30％、聚焦距离为0.5mm～2mm、聚焦时间为3s～6s，使用光学镜头进行自动聚焦均布测量8点拟合出大径厚比产品上密封面；步骤七：利用测量软件计算密封面处的形位误差，包括垂直度、平面度；步骤八：将大径厚比产品翻面摆放，重复步骤五～步骤七对大径厚比产品下密封面的形位尺寸进行测量。2.根据权利要求1所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其特征在于：所述的星型测针，1号测尖为TIP0.5BY10MM方向向下，2号测尖为TIPSTAR1BY8指向X+，3号测尖为TIPSTAR1BY8指向Y+，4号测尖为TIPSTAR1BY8指向X-，5号测尖为TIPSTAR1BY8指向Y-，安装星型测针时，保证2号测尖与4号测尖的连线同X轴平行、3号测尖与5号测尖的连线同Y轴平行。3.根据权利要求1所述的一种大径厚比产品形位尺寸的复合式测量方法，其特征在于：所述的复合式...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘姗姗，刘大亮，樊莉，刘国华，赵晓敏，张旭芳，
申请(专利权)人：首都航天机械公司，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11