三坐標測量機測量平面度的測點選取方法技術

本發明專利技術公開了一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法，其步驟是：(1)設一個被測平面的平面度測量公差值為

Method for selecting measuring points of measuring planeness of three coordinate measuring machine

The invention discloses a measuring point selection method for measuring planeness of a three coordinate measuring machine. The method comprises the following steps: (1) a planeness measurement of a measured plane is carried out, and the tolerance value is as follows

【技術實現步驟摘要】
三坐標測量機測量平面度的測點選取方法
本專利技術涉及一種平面度測量方法，尤其是一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法。
技術介紹
平面度是形狀公差的主要項目之一，平面度的測量在幾何量測量中有著重要的意義。根據形位公差國家標準的規定，平面度誤差是指被測表面對理想平面的變動量，而理想平面的方位應符合最小條件，即其方位應使被測表面對理想表面的最大變動量為最小。在平面度測量中，測點選取對平面度精度有著較大的影響。由于測量平面度的測點選取過少，會丟失過多信息，不能真實反映所測平面的平面度；由于測量平面度的測點選取過多，會引入無用數據，降低測量效率。因此，在三坐標測量機測量平面度中，如何合理地選取測點就成為一個重要問題。
技術實現思路
本專利技術要解決在設定平面度精度要求下，能真實反映所測平面的平面度，又能提高測量平面度的測量效率的技術問題，而提供一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法。為解決上述技術問題，本專利技術的技術方案是：一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法，具體步驟是：(1),設一個被測平面的平面度測量公差值為，使用三坐標測量機采集被測平面測點，設一個平面A為理想平面，理想平面A的平面度測量公差值為零，即=0；(2),按照現有的平面度測量方法，采用三坐標測量機對被測平面進行測量，得到被測平面的平面度公差值、長度和寬度；(3),將被測平面的長度方向、寬度方向、垂直于被測平面方向分別設定為空間直角坐標系的軸方向、軸方向、軸方向；(4),采用均勻劃分平面的方法和最小二乘矩陣擬合法對被測平面進行均勻劃分和擬合，得到擬合平面；(5),定義確定被測平面測量平面度的測點的閾值，依次判斷第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度是否大于或等于確定被測平面測量平面度的測點的閾值，確定被測平面測量平面度的測點。上述步驟(4)所述的采用均勻劃分平面的方法和最小二乘矩陣擬合法對被測平面進行均勻劃分和擬合，得到擬合平面，具體步驟如下：(4-1),采用均勻劃分平面的方法將被測平面劃分為的均勻網格，其中，，，為四舍五入的整數，依次將上述各網格中心點為測量點，各個測量點的坐標為，其中，；(4-2),將被測平面中測點坐標代入擬合平面的方程，其表達式為：(1)(4-3),按最小二乘矩陣擬合法將上述擬合平面的方程轉換為最小二乘線性方程組，確定擬合平面的位置，得到擬合平面，其表達式為：(2)解線性方程組(2)得到：為擬合平面方程的系數，為擬合平面方程的系數，為擬合平面方程的常數；上述步驟(5)所述的定義確定被測平面測量平面度的測點的閾值，依次判斷第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度是否大于或等于確定被測平面測量平面度的測點的閾值，確定被測平面測量平面度的測點，其具體如下：(5-1),設第個網格劃分所得的擬合平面的平面方程為：(3)其中，、分別為最小二乘矩陣擬合法得出的第個網格劃分所得的擬合平面方程的、系數，為最小二乘矩陣擬合法得出的第個網格劃分所得的擬合平面方程的常數，設定在第個網格劃分所得的擬合平面中劃分所得的區域，其范圍為：，為所測得的被測平面的長度，，為所測得的被測平面的寬度，設定在上述擬合平面中劃分的區域中劃分所得的區域，其范圍為：，為所測得的被測平面的平面度公差值，上述擬合平面中劃分的區域中劃分的所得的區域的面積與第個網格劃分所得的擬合平面中劃分所得的區域區域的面積相比，其比值定義為第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度(/)；(5-2),根據設計人員對被測平面的測量精度要求，設擬合平面的平面度測量置信度為，定義為確定被測平面測量平面度的測點的閾值，即，/=；(5-3),依次判斷第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度(/)是否大于或等于確定被測平面測量平面度的測點的閾值，將滿足被測平面測量平面度的測點閾值的測點選取作為被測平面測量平面度的測點，其具體如下：如果第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度(/)大于或等于確定被測平面測量平面度的測點的閾值，則結束，將滿足確定被測平面測量平面度的測點閾值的測點選取作為被測平面測量平面度的測點；否則，再判斷第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度(/)是否大于或等于確定被測平面測量平面度的測點的閾值，以此類推，直到第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度(/)大于或等于確定被測平面測量平面度的測點的閾值，將滿足確定被測平面測量平面度的測點閾值的測點選取作為被測平面測量平面度的測點。本專利技術的有益效果：本專利技術采用均勻劃分平面的方法和最小二乘矩陣擬合方法，對被測平面進行均勻劃分和擬合，得到擬合平面，確定被測平面測量平面度的測點，既能真實反映所測平面的平面度，又能提高三坐標測量機測量平面度的測量效率。附圖說明圖1是本專利技術的一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法的流程圖；圖2是本專利技術的三坐標測量機測量平面的平面度的示意圖，圖中，空間直角坐標系中的軸、軸、軸，為理想平面，區域為在第個網格劃分所得的擬合平面中劃分的區域，區域為上述擬合平面中劃分的區域中劃分所得的區域，為所測得的被測平面的平面度公差值；圖3(a)是本專利技術的被測平面劃分為的網格的測點選取示意圖，圖中，“+”表示為網格中心點；圖3(b)是本專利技術的被測平面劃分為的網格的測點選取示意圖，圖中，“+”表示為網格中心點；圖3(c)是本專利技術的被測平面劃分為的網格的測點選取示意圖，圖中，“+”表示為網格中心點；圖3(d)是本專利技術的被測平面劃分為的網格的測點選取示意圖，圖中，“+”表示為網格中心點。具體實施方式下面結合具體實例對本專利技術作進一步的說明。如圖1、圖2所示，本專利技術的一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法，具體步驟是：(1),設一個被測平面的平面度測量公差值為，使用三坐標測量機采集被測平面測點，設一個平面A為理想平面，理想平面A的平面度測量公差值為零，即=0；(2),按照現有的平面度測量方法，采用三坐標測量機對被測平面測量，得到被測平面的平面度公差值、長度和寬度；(3),將被測平面的長度方向、寬度方向、垂直于被測平面方向分別設定為空間直角坐標系的軸方向、軸方向、軸方向；(4),采用均勻劃分平面的方法和最小二乘矩陣擬合法對被測平面進行均勻劃分和擬合，得到擬合平面，具體為：(4-1),采用均勻劃分平面的方法將被測平面劃分為的均勻網格，其中，，，為四舍五入的整數，依次將上述各網格中心點為測量點，各個測量點的坐標為，其中，。如圖3(a)所示，被測平面長/寬（/）為2，取，，采用均勻劃分平面的方法將被測平面劃分為的均勻網格，被測平面共劃分為四個小格，以每個小格中心點為測量點，進行平面度測量，各個測量點的坐標為，其中，，以各個測點、、坐標擬合平面，若劃分所得的平面度測量置信度不能滿足確定被測平面測量平面度的測點的閾值，將長邊均分為3份，短邊按長寬比等比例劃分為2份，如圖3(b)所示，將被測平面劃分為的均勻網格，以每個小格中心點為測量點，進行平面度測量，各個測量點的坐標為，其中，，以各個測點、、坐標擬合平面，以此類推，長邊劃分每次以1為增量，短邊按長寬比等比例劃分，如圖3(c)、圖3(d)所示，以每小格中心點為測量點，進行平面度測量，各個測量點的坐標為，其中，，以各個測點、、坐標擬合平面，直至平面度測量的置信度大于或等于確本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法，其特征在于，其具體步驟是：(1),設一個被測平面的平面度測量公差值為

【技術特征摘要】
1.一種三坐標測量機測量平面度的測點選取方法，其特征在于，其具體步驟是：(1),設一個被測平面的平面度測量公差值為，使用三坐標測量機采集被測平面進行測點，設一個平面A為理想平面，理想平面A的平面度測量公差值為零，即=0；(2),按照現有的平面度測量方法，采用三坐標測量機對被測平面進行測量，得到被測平面的平面度公差值、長度和寬度；(3),將被測平面的長度方向、寬度方向、垂直于被測平面方向分別定為空間直角坐標系的軸方向、軸方向、軸方向；(4),采用均勻劃分平面的方法和最小二乘矩陣擬合法對被測平面進行均勻劃分和擬合，得到擬合平面；(5),定義確定被測平面測量平面度的測點的閾值，依次判斷第個網格劃分所得擬合平面的平面度測量置信度是否大于或等于被測平面測量平面度的測點的閾值，確定被測平面測量平面度的測點；上述步驟(4)所述的采用均勻劃分平面的方法和最小二乘矩陣擬合法對被測平面進行均勻劃分和擬合，得到擬合平面，具體步驟如下：(4-1),采用均勻劃分平面的方法將被測平面劃分為的均勻網格，其中，，，為四舍五入的整數，依次將劃分好的網格中心點為測量點，各個測量點的坐標為，其中，；(4-2),將被測平面中網格測點坐標代入擬合平面的方程，其表達式為：(1)(4-3),按最小二乘矩陣擬合法將上述擬合平面的方程轉換為最小二乘線性方程組，確定擬合成平面的位置，得到擬合平面，其表達式為：(2)解線性方程組(2)，得到：為擬合平面方程的系數，為擬合平面方程的系數，為擬合平面方程的常數；所述的三坐標測量機測量平面度的測點選取方法，其特征在于，上述步驟(5)所述的定義確定被測平面測量平面度的測點的閾值，依次判斷第個網格劃分所得的擬合平面的平面度測量置信度是否大于或等于確定被...

【專利技術屬性】
技術研發人員：李明，馮祝雷，丁海東，詹高偉，柳靜，韋慶玥，肖武華，鄭現坤，
申請(專利權)人：上海大學，
類型：發明
國別省市：上海,31