[发明专利]一种板件上圆孔参数的测量方法及系统

说明书

技术领域

本发明涉及测量技术领域，特别是指一种板件上圆孔参数的测量方法及系统。

背景技术

近年来，板型零件成为当前机电产品中重要的零件之一，在航空、航天、汽车、船舶等工业领域应用十分广泛。圆孔是板型零件上最主要的特征，通常用来对板件进行定位和联接。在大尺寸的板件上，圆孔往往具有数量多、分布广、尺寸大小不一致等特点，其加工精度的高低，直接决定了零件性能的好坏。随着工业技术的不断进步，人们对零件特征测量的精度和效益提出了越来越高的要求。由于圆孔在工业零件中的广泛应用，快速而准确的检测其半径和位置，在工业现场，特别是自动化检验和装配领域有着广泛的应用前景。现今不但对圆孔的测量精度提出了更高的要求，并且越来越需要实现在线实时测量。

在现有技术中，目前，国内外对于板件上圆孔的空间位置测量主要包括以下两种测量方法：

第一种：基于机械装置的接触式测量方法

该种测量方法是采用游标卡尺、内径千分尺、量规、三坐标测量机等测量工具对圆孔的直径进行直接测量。这种测量方法操作简单，对工人的技术要求较低，目前国内工厂仍广泛采用这种测量方法。

然而，随着板件加工工业的发展，这种方法也暴露出一些问题。首先，接触式测量受到测量仪器和孔的尺寸限制，对于微孔以及较大尺寸的圆孔，无法使用传统的测量仪器进行测量；其次，接触式测量一次性只能测一个圆孔，而且测量结果对工人技术依赖较高，容易因人为原因而产生测量误差，并且效率较低，对于拥有较多圆孔的板型零件，接触式测量无法胜任；第三，由于测量时测量仪器需与待测件进行接触，容易造成薄板等刚性比较差的板件变形，造成测量失真，影响测量精度。作为接触式测量方法中的一种精密几何量测量手段，三坐标测量机的测量精度虽然高，但其价格昂贵，对使用环境要求高，测量速度慢，对于圆孔边界只能测量有限个点，无法全面描述圆孔的几何尺寸特征，并且测量过程需人工干预，还需要对测量结果进行探头损伤及探头半径补偿。

第二种：基于万能工具显微镜的非接触式圆孔测量方法

万能工具显微镜是机械制造行业常用的一种大型和复杂的光学测量仪器。它主要以影相法和轴切法为瞄准方法，按照直角坐标或极坐标来精确地测量板件上直线段的长度、角度以及圆孔的直径。影像法是直接依靠显微镜将影像放大来瞄准读数，轴切法是为了在轮廓对准上克服因衍射现象带来的测量误差，利用所配附件测量刀上的刻线代替被测表面轮廓来完成瞄准。这种方法测量的结果较为精确。

但是，在生产实际测量中发现，该测量方法还是存在某些不足。首先，显微镜的研发周期长，研发成本高，价格昂贵。其次，对于大尺寸、圆孔数量较多的板件，该方法存在一定的局限性，测量效率还不是很理想。