測(cè)頭校準(zhǔn)塊的制作方法
【專利摘要】一種測(cè)頭校準(zhǔn)塊，設(shè)有：一管狀體，該管狀體的內(nèi)部設(shè)有數(shù)個(gè)不同直徑的標(biāo)準(zhǔn)孔，且數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)孔為階梯式設(shè)置；管狀體的材質(zhì)為：陶瓷或玻璃。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，不僅增加了測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，一次校準(zhǔn)能夠選取24個(gè)測(cè)點(diǎn)；而且，在測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合時(shí)，能夠較好地避免測(cè)量奇異點(diǎn)的帶來(lái)的影響；提高了校準(zhǔn)精度，使數(shù)據(jù)處理起來(lái)更加方便。
【專利說(shuō)明】測(cè)頭校準(zhǔn)塊

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及校準(zhǔn)塊，尤其涉及一種用于水下設(shè)施零部件加工檢測(cè)使用的測(cè)頭校準(zhǔn)塊，屬于海洋工程領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002]隨著海洋石油向深水方向的勘探開(kāi)發(fā)，水下生產(chǎn)設(shè)施零部件的加工制造要求也越來(lái)越高。
[0003]目前，在檢測(cè)水下生產(chǎn)設(shè)施零部件的形位公差時(shí)，更多地使用測(cè)頭測(cè)量來(lái)取代傳統(tǒng)人工手動(dòng)測(cè)量帶來(lái)的效率低、精度差的缺陷。使用時(shí)，將測(cè)頭安裝在機(jī)床刀庫(kù)中，通過(guò)測(cè)量宏程序驅(qū)動(dòng)測(cè)頭動(dòng)作。測(cè)量時(shí)，測(cè)頭寶石球表面接觸工件，此時(shí)機(jī)床記下寶石球中心點(diǎn)的坐標(biāo)值，工件被測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)值應(yīng)為寶石球中心點(diǎn)坐標(biāo)減去寶石球等效半徑。
[0004]但是，在對(duì)水下生產(chǎn)設(shè)施零部件加工檢測(cè)時(shí)，由于測(cè)頭測(cè)桿變形、機(jī)床伺服動(dòng)態(tài)誤差等各種原因，會(huì)使校準(zhǔn)出的測(cè)球半徑小于該寶石球的實(shí)際半徑，因此，稱為等效半徑，該等效半徑正好抵消在測(cè)量零件時(shí)的誤差。為了提高零件檢測(cè)精度，測(cè)量前必須對(duì)測(cè)頭進(jìn)行校準(zhǔn)，以獲得紅寶石球等效半徑。測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)處理時(shí)，使用的是等效半徑而非寶石球?qū)嶋H半徑。
[0005]目前，現(xiàn)有測(cè)頭校準(zhǔn)采用是標(biāo)準(zhǔn)球，校準(zhǔn)時(shí)，通常一次只能選取四個(gè)測(cè)點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)少，容易出現(xiàn)測(cè)量奇異點(diǎn)，測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)不可靠，易出現(xiàn)測(cè)點(diǎn)擬合精度不高的現(xiàn)象，從而，降低測(cè)頭校準(zhǔn)精度。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0006]本實(shí)用新型的主要目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述缺點(diǎn)，而提供一種改進(jìn)的測(cè)頭校準(zhǔn)塊，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，不僅增加了測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)；而且，在測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合時(shí)，能夠較好地避免測(cè)量奇異點(diǎn)的帶來(lái)的影響；提高了校準(zhǔn)精度，使數(shù)據(jù)處理起來(lái)更加方便。
[0007]本實(shí)用新型的目的是由以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的:
[0008]一種測(cè)頭校準(zhǔn)塊，其特征在于:設(shè)有:一管狀體，該管狀體的內(nèi)部設(shè)有數(shù)個(gè)不同直徑的標(biāo)準(zhǔn)孔，且數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)孔為階梯式設(shè)置。
[0009]所述管狀體的材質(zhì)為:陶瓷或玻璃。
[0010]本實(shí)用新型的有益效果:本實(shí)用新型由于采用上述技術(shù)方案，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作簡(jiǎn)便，不僅增加了測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)，一次校準(zhǔn)能夠選取24個(gè)測(cè)點(diǎn)；而且，在測(cè)點(diǎn)數(shù)據(jù)擬合時(shí)，能夠較好地避免測(cè)量奇異點(diǎn)的帶來(lái)的影響；提高了校準(zhǔn)精度，使數(shù)據(jù)處理起來(lái)更加方便。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0011]圖1為本實(shí)用新型整體結(jié)構(gòu)示意圖。
[0012]圖1A為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)剖視圖。
[0013]圖2本實(shí)用新型校準(zhǔn)測(cè)量路徑圖。
[0014]圖3為本實(shí)用新型校準(zhǔn)原理圖。
[0015]圖中主要標(biāo)號(hào)說(shuō)明:
[0016]1.第一標(biāo)準(zhǔn)孔；2.第二標(biāo)準(zhǔn)孔；3.第三標(biāo)準(zhǔn)孔；4.測(cè)桿；5.測(cè)球；6.擬合圓。

【具體實(shí)施方式】
[0017]如圖1至圖1A所示，本實(shí)用新型設(shè)有:一管狀體，該管狀體的內(nèi)部設(shè)有數(shù)個(gè)不同直徑的標(biāo)準(zhǔn)孔，且數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)孔為階梯式設(shè)置；本實(shí)施例設(shè)有三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)孔，包括:第一標(biāo)準(zhǔn)孔
1、第二標(biāo)準(zhǔn)孔2、第三標(biāo)準(zhǔn)孔3，三個(gè)標(biāo)準(zhǔn)孔的直徑設(shè)置是自下而上逐漸增大或減小。上述第一標(biāo)準(zhǔn)孔1、第二標(biāo)準(zhǔn)孔2、第三標(biāo)準(zhǔn)孔3的加工精度相同，根據(jù)測(cè)頭校準(zhǔn)精度要求加工成
0.5um, 0.25um，0.15um，0.1Oumj 0.09um，0.08um，0.07um，0.06um。
[0018]上述管狀體的材質(zhì)為:陶瓷或玻璃。
[0019]如圖2所示，第一標(biāo)準(zhǔn)孔1、第二標(biāo)準(zhǔn)孔2、第三標(biāo)準(zhǔn)孔3的測(cè)頭校準(zhǔn)測(cè)量路徑完全相同。測(cè)頭校準(zhǔn)時(shí)，采用人工編制的測(cè)量宏程序來(lái)驅(qū)動(dòng)測(cè)頭動(dòng)作，程序自動(dòng)計(jì)算出所檢測(cè)兩測(cè)點(diǎn)的中點(diǎn)坐標(biāo)。測(cè)頭檢測(cè)路徑起始于隨機(jī)的A點(diǎn),沿機(jī)床X軸正向測(cè)球觸碰B點(diǎn),記錄B點(diǎn)坐標(biāo)，沿X負(fù)向至觸碰C點(diǎn)，記錄C點(diǎn)坐標(biāo)，程序自動(dòng)計(jì)算BC中點(diǎn)D坐標(biāo)，驅(qū)動(dòng)測(cè)頭至D ;測(cè)頭由D沿機(jī)床Y軸正向觸碰E點(diǎn)，沿Y負(fù)向至觸碰F點(diǎn)，記錄F點(diǎn)坐標(biāo)，程序自動(dòng)計(jì)算EF中點(diǎn)即擬合圓圓心G坐標(biāo)，驅(qū)動(dòng)測(cè)頭運(yùn)動(dòng)至G ;測(cè)頭由G沿X正向觸碰I點(diǎn)，記錄I點(diǎn)坐標(biāo)，沿X負(fù)向至觸碰H點(diǎn)，記錄H點(diǎn)坐標(biāo)，測(cè)頭退回G點(diǎn)；然后，由G到GF中點(diǎn)J，由J沿X正向觸碰K點(diǎn)，記錄K點(diǎn)坐標(biāo),沿X負(fù)向至觸碰L點(diǎn)，記錄L點(diǎn)坐標(biāo)，測(cè)頭退回至測(cè)量終止點(diǎn)M,結(jié)束標(biāo)準(zhǔn)孔檢測(cè)。測(cè)球校準(zhǔn)檢測(cè)路徑:A — B — C — D — E — F — G—I — H — G — J — K — L — M。
[0020]如圖3所示，第一標(biāo)準(zhǔn)孔1、第二標(biāo)準(zhǔn)孔2、第三標(biāo)準(zhǔn)孔3的測(cè)頭校準(zhǔn)原理完全相同。以第二標(biāo)準(zhǔn)孔2檢測(cè)原理為例加以說(shuō)明。檢測(cè)時(shí)，測(cè)頭在檢測(cè)宏程序驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)，當(dāng)測(cè)球5觸碰被檢測(cè)標(biāo)準(zhǔn)孔上的八個(gè)測(cè)點(diǎn)時(shí),機(jī)床記錄下寶石球5中心點(diǎn)坐標(biāo),八個(gè)測(cè)點(diǎn)坐標(biāo)可擬合成圓6即為寶石球5中心點(diǎn)所在的圓，圖2中D2’即為擬合圓6的直徑。通過(guò)數(shù)據(jù)處理，計(jì)算出擬合圓6的直徑D2’，由于標(biāo)準(zhǔn)孔直徑D2已知且精度極高，二者比較之后即可得到測(cè)球等效半徑R2。三個(gè)階梯孔可以得到三個(gè)擬合圓，三個(gè)擬合圓直徑分別與標(biāo)準(zhǔn)孔直徑比較后得到三個(gè)寶石球等效半徑，求取其平均值，即可得到最終的測(cè)頭寶石球等效半徑，完成測(cè)頭校準(zhǔn)。由于測(cè)桿4變形以及機(jī)床伺服動(dòng)態(tài)誤差等各種原因，測(cè)頭校準(zhǔn)出的測(cè)球等效半徑R2小于該寶石球的實(shí)際半徑，應(yīng)用測(cè)頭測(cè)量數(shù)據(jù)處理時(shí)使用測(cè)頭等效半徑R2而非測(cè)頭實(shí)際半徑，正好抵消在測(cè)量零件時(shí)的誤差，提高了測(cè)頭測(cè)量精度。
[0021]以上所述，僅是本實(shí)用新型的較佳實(shí)施例而已，并非對(duì)本實(shí)用新型作任何形式上的限制，凡是依據(jù)本實(shí)用新型的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與修飾，均仍屬于本實(shí)用新型技術(shù)方案的范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種測(cè)頭校準(zhǔn)塊，其特征在于:設(shè)有:一管狀體，該管狀體的內(nèi)部設(shè)有數(shù)個(gè)不同直徑的標(biāo)準(zhǔn)孔，且數(shù)個(gè)標(biāo)準(zhǔn)孔為階梯式設(shè)置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的測(cè)頭校準(zhǔn)塊，其特征在于:所述管狀體的材質(zhì)為:陶瓷或玻
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【文檔編號(hào)】B23Q17/20GK203936713SQ201420329533
【公開(kāi)日】2014年11月12日 申請(qǐng)日期:2014年6月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月19日
【發(fā)明者】陳祥余, 張憲陣, 片成榮, 章青, 張艷春, 吳楠, 宋潔, 肖德明, 孫金麗, 張育坤 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 海洋石油工程股份有限公司