[发明专利]一种直孔、窝孔关键尺寸测量系统及方法

权利要求书

1.一种直孔、窝孔关键尺寸测量系统，其特征在于，包括：

线激光传感器，用于扫描测量目标；

线激光传感器控制器，与所述线激光传感器连接，用于控制线激光传感器工作，并接收所述线激光传感器的扫描数据；

电动台，内部设有电机，所述电机用于带动所述线激光传感器移动，所述线激光传感器设置在所述电动台上；

编码器，与所述电动台连接，用于测量所述电机的旋转角度；

可编程逻辑控制器，分别与所述线激光传感器控制器、所述电动台以及所述编码器连接，用于对所述线激光传感器控制器发送指令，使所述线激光传感器控制器控制所述线激光传感器；以及用于根据所述旋转角度判断所述电动台的移动距离；

上位机，分别与所述线激光传感器控制器以及所述可编程逻辑控制器连接，用于根据所述扫描数据计算直孔和窝孔的关键尺寸；所述关键尺寸包括：直孔的垂直角度偏差值、直孔的直径、窝孔的垂直角度偏差值、窝孔的窝深、窝孔的外直径以及窝孔的内直径。

2.一种直孔、窝孔关键尺寸测量方法，其特征在于，所述测量方法应用于权利要求1所述的测量系统，所述测量方法包括：

根据电动台电机的旋转角度，判断电动台每次的移动距离是否达到设定步长；

若是，则判断电动台的移动距离是否达到设定距离；

若是，则控制线激光传感器停止扫描；

对所述线激光传感器的扫描数据进行拟合拼接，建立当前测量点位的表面三维尺寸模型；

提取所述表面三维尺寸模型的特征数据；

根据所述特征数据判断当前测量点位的孔的类型；

当判断结果为直孔时，计算直孔的关键尺寸；直孔的关键尺寸包括：直孔的垂直角度偏差值和直孔的直径；

当判断结果为窝孔时，计算窝孔的关键尺寸；窝孔的关键尺寸包括：窝孔的垂直角度偏差值、窝孔的窝深、窝孔的外直径以及窝孔的内直径。

3.根据权利要求2所述的直孔、窝孔关键尺寸测量方法，其特征在于，所述计算直孔的关键尺寸，具体包括：

根据所述表面三维尺寸模型，确定直孔的孔区域中心；

获取所述直孔的孔区域中心周围360°垂直截面，为直孔截面；

根据所述直孔截面判断所述直孔为倾斜直孔或非倾斜直孔；

当判断结果为非倾斜直孔时，非倾斜直孔的垂直角度偏差值为零，非倾斜直孔的直径为孔壁两端水平距离；

当判断结果为倾斜直孔时，依据三角关系计算倾斜直孔的垂直角度偏差值和直径。

4.根据权利要求3所述的直孔、窝孔关键尺寸测量方法，其特征在于，倾斜直孔的垂直角度偏差值的计算公式如下：

式中，∠O₁为倾斜直孔的垂直角度偏差值，|AC|为激光变化点A、B的垂直距离差，|BC|为激光变化点A、B两点水平距离差。

5.根据权利要求4所述的直孔、窝孔关键尺寸测量方法，其特征在于，倾斜直孔的直径的计算公式如下：

d＝|DE|＝|BD|·cos(∠O₁)

式中，d为倾斜直孔的直径，|BD|为激光变化点B、D水平距离差值，|DE|为|BD|在∠O₁下的余弦值。

6.根据权利要求2所述的直孔、窝孔关键尺寸测量方法，其特征在于，所述计算窝孔的关键尺寸，所述计算窝孔的关键尺寸，具体包括：

根据所述表面三维尺寸模型，确定窝孔的孔区域中心；

获取所述窝孔的孔区域中心周围360°垂直截面，为窝孔截面；

根据所述窝孔截面判断所述窝孔为倾斜窝孔或非倾斜窝孔；

当判断结果为非倾斜窝孔时，非倾斜窝孔的垂直角度偏差值为零，非倾斜窝孔的外直径为窝孔外边缘两端变化点的水平距离，非倾斜窝孔的内直径为窝孔内边缘两端变化点水平距离，非倾斜窝孔的窝深为窝孔外边缘变化点与内边缘变化点的垂直距离；

当判断结果为倾斜窝孔时，依据三角关系计算倾斜窝孔的垂直角度偏差值和内直径，倾斜窝孔的外直径为窝孔外边缘两端变化点的水平距离，倾斜窝孔的窝深为窝孔外边缘变化点与内边缘变化点的垂直距离。