一种解决温度影响的测长机的制作方法

1.本发明涉及测长机技术领域，具体是一种解决温度影响的测长机。


背景技术：

2.在很多不具备车间恒温条件的工厂，测长机随着温度变化，导致提供的测量尺寸基准也在变化。测长机和工件由于材质不同等因素的影响，受温度影响会有差异。所以会导致测量结果受温度影响产生较大的误差。
3.为了解决温度影响测量精度的问题，有的厂家采取了如下措施：非恒温车间，但是把测长机单独房间封闭起来恒温，而工件则在车间不恒温。这种情况下，工件和测长机不在一个温度系统下，这两者本身就存在温差，是不能直接使用的，如果想使用，必须在测量工件时，对工件进行测温，并进行测量结果的换算。这种方法理论上是可行的，但是每次测量时都需要对工件进行测温，并需要手工换算，较为繁琐且易出错；基于以上不足，本发明提出一种解决温度影响的测长机。


技术实现要素：

4.本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明提出一种解决温度影响的测长机，为了消除测长机和工件在不同温度下产生的差异，减少温度变化对测量精度的影响。
5.为实现上述目的，根据本发明的第一方面的实施例提出一种解决温度影响的测长机，包括光栅尺单元和导轨单元；所述光栅尺单元和导轨单元安装在测长机底座单元上；
6.所述导轨单元上安装有固定测量端单元，所述固定测量端单元下部安装有固定测量端底座单元，所述固定测量端底座单元一侧设置有固定端量杆支撑块单元；所述导轨单元上还安装有移动测量端单元；
7.所述移动测量端单元上设置有数显控制系统，所述数显控制系统用于对移动测量端单元测量得到的实际测量尺寸进行温度补偿，得到补偿测量尺寸；并将补偿测量尺寸传输至显示屏实时显示；
8.所述数显控制系统包括温度采集单元、信息记录单元、信息整理单元、温度补偿单元以及显示屏；其中所述信息记录单元用于记录测长机的测量记录并将测量记录传输到信息整理单元；
9.所述信息整理单元用于接收测长机的测量记录并对测量记录进行整理，构建目标测量训练样本，训练基于机器学习方法，得到温度补偿模型m；并将温度补偿模型m传输到温度补偿单元；所述温度补偿单元用于根据温度补偿模型m对实际测量尺寸进行补偿，得到补偿测量尺寸。
10.进一步地，温度补偿模型m的具体训练过程为：
11.建立误差逆向传播神经网络模型；误差逆向传播神经网络模型至少包括一层隐含层；
12.将目标测量训练样本按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；
13.通过训练集、测试集和校验集对误差逆向传播神经网络进行训练、测试和校验，将完成训练的误差逆向传播神经网络标记为温度补偿模型m。
14.进一步地，所述温度补偿单元的具体补偿步骤为：
15.采集移动测量端单元测量得到的实际测量尺寸；将测量时的各项环境参数值输入至温度补偿模型m，得到温度补偿系数；
16.根据温度补偿系数对实际测量尺寸进行补偿，得到补偿测量尺寸；所述温度补偿单元用于将补偿测量尺寸传输至显示屏实时显示。
17.进一步地，所述测量记录包括测量时的各项环境参数值、实际测量尺寸以及目标测量尺寸；所述温度采集单元用于采集测量时的各项环境参数值；所述各项环境参数值包括测长机温度、工件温度以及当前环境温度。
18.进一步地，所述移动测量端单元下部安装有移动测量端底座单元，所述移动测量端底座单元一侧设置有移动端量杆支撑块单元，所述移动测量端单元在导轨单元上来回移动。
19.进一步地，其中移动测量端单元的具体测量步骤为：
20.先将移动测量端单元缓慢推向固定测量端单元，使其接触，查看数显控制系统显示的尺寸数据并将其设置为0；
21.再缓慢推动移动测量端单元，并观察数显控制系统，接近目标测量尺寸时，进行微调，使数显控制系统显示为目标测量尺寸；此时锁定移动测量端单元，放上量杆进行取数，将量杆的百分表大针调为0位，并记下小针的位置，得到实际测量尺寸。
22.进一步地，所述数显控制系统还包括模型优化单元，所述模型优化单元用于获取补偿测量尺寸，将补偿测量尺寸与目标测量尺寸进行比对，对比对结果进行评价，然后根据评价结果对温度补偿模型m进行实时反馈优化。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果是：
24.1、本发明在数显控制系统中引入温度补偿单元，根据实际验证的数据，基于机器学习方法进行训练，分析取得测长机系统和车间工件系统的温度补偿系数，将之补偿到实际测量尺寸中，自动进行计算，使得显示出来的就是补偿过的尺寸数据，无需每次测量都需要对工件进行测温，代替手工计算，从而较好的解决了测长机和工件随温度变化不同引起的测量误差，使用方便且避免出错；
25.2、本发明中所述模型优化单元用于获取补偿测量尺寸，将补偿测量尺寸与目标测量尺寸进行比对，对比对结果进行评价，然后根据评价结果对温度补偿模型m进行实时反馈优化，进一步提高模型精度，避免温度引起的测量误差。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
27.图1为本发明一种解决温度影响的测长机的结构示意图。
28.图2为本发明中数显控制系统的系统框图。
29.图中：1、光栅尺；2、导轨；3、固定端量杆支撑块；4、测长机底座；5、固定测量端；6、固定测量端底座；7、数显控制系统；8、移动测量端；9、移动测量端底座；10、移动端量杆支撑块。
具体实施方式
30.下面将结合实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
31.如图1至图2所示，一种解决温度影响的测长机，包括光栅尺1和导轨2；所述光栅尺1和导轨2安装在测长机底座4上，所述导轨2上安装有固定测量端5，所述固定测量端5下部安装有固定测量端底座6，所述固定测量端底座6一侧设置有固定端量杆支撑块3；
32.所述导轨2上还安装有移动测量端8，所述移动测量端8下部安装有移动测量端底座9，所述移动测量端底座9一侧设置有移动端量杆支撑块10，所述移动测量端8在导轨2上来回移动，所述移动测量端8上设置有数显控制系统7，用于实时显示当前的尺寸数据。
33.其中测长机的使用方法为：
34.先将移动测量端8缓慢推向固定测量端5，使其接触，查看数显控制系统7显示的尺寸数据并将其设置为0；
35.再缓慢推动移动测量端8，并观察数显控制系统7，接近想要测量的尺寸(目标测量尺寸)时，进行微调，使数显控制系统7显示为想要测量的尺寸(目标测量尺寸)；此时锁定移动测量端8，放上量杆进行取数，将量杆的百分表大针调为0位，并记下小针的位置，得到实际测量尺寸；
36.所述数显控制系统7包括温度采集单元、信息记录单元、信息整理单元、温度补偿单元以及显示屏；
37.所述温度采集单元用于采集测量时的各项环境参数值；所述各项环境参数值包括测长机温度、工件温度以及当前环境温度；
38.所述信息记录单元用于记录测长机的测量记录并将测量记录传输到信息整理单元，所述测量记录包括测量时的各项环境参数值、实际测量尺寸以及目标测量尺寸；
39.所述信息整理单元用于接收测长机的测量记录并对测量记录进行整理，构建目标测量训练样本，训练基于机器学习方法，得到温度补偿模型m；具体为：
40.建立误差逆向传播神经网络模型；误差逆向传播神经网络模型至少包括一层隐含层；
41.将目标测量训练样本按照设定比例划分为训练集、测试集和校验集；
42.通过训练集、测试集和校验集对误差逆向传播神经网络进行训练、测试和校验，将完成训练的误差逆向传播神经网络标记为温度补偿模型m；
43.所述信息整理单元用于将温度补偿模型m传输到温度补偿单元，所述温度补偿单元用于根据温度补偿模型m对实际测量尺寸进行补偿；具体为：
44.采集移动测量端8测量得到的实际测量尺寸；将测量时的各项环境参数值输入至
温度补偿模型m，得到温度补偿系数；
45.根据温度补偿系数对实际测量尺寸进行补偿，得到补偿测量尺寸；所述温度补偿单元用于将补偿测量尺寸传输至显示屏实时显示；
46.本发明为了解决在没有整个加工车间全部恒温的情况下，在数显控制系统7中引入温度补偿单元，根据实际验证的数据，基于机器学习方法进行训练，分析取得测长机系统和车间工件系统的温度补偿系数，将之补偿到实际测量尺寸中，自动进行计算，使得显示出来的就是补偿过的尺寸数据，无需每次测量都需要对工件进行测温，代替手工计算，从而较好的解决了测长机和工件随温度变化不同引起的测量误差，使用方便且避免出错；
47.在本实施例中，所述数显控制系统7还包括模型优化单元，所述模型优化单元用于获取补偿测量尺寸，将补偿测量尺寸与目标测量尺寸进行比对，对比对结果进行评价，然后根据评价结果对温度补偿模型m进行实时反馈优化。
48.本发明的工作原理：
49.一种解决温度影响的测长机，在工作时，先将移动测量端8缓慢推向固定测量端5，使其接触，查看数显控制系统7显示的尺寸数据并将其设置为0；再缓慢推动移动测量端8，并观察数显控制系统7，接近想要测量的尺寸(目标测量尺寸)时，进行微调，使数显控制系统7显示为想要测量的尺寸(目标测量尺寸)；此时锁定移动测量端8，放上量杆进行取数，将量杆的百分表大针调为0位，并记下小针的位置，得到实际测量尺寸；所述信息记录单元用于记录测长机的测量记录并将测量记录传输到信息整理单元，所述测量记录包括测量时的各项环境参数值、实际测量尺寸以及目标测量尺寸；所述信息整理单元用于接收测长机的测量记录并对测量记录进行整理，构建目标测量训练样本，训练基于机器学习方法，得到温度补偿模型m；所述温度补偿单元用于根据温度补偿模型m对实际测量尺寸进行补偿；采集移动测量端8测量得到的实际测量尺寸；将测量时的各项环境参数值输入至温度补偿模型m，得到温度补偿系数；根据温度补偿系数对实际测量尺寸进行补偿，得到补偿测量尺寸；所述温度补偿单元用于将补偿测量尺寸传输至显示屏实时显示，自动进行计算，使得显示出来的就是补偿过的尺寸数据，无需每次测量都需要对工件进行测温，代替手工计算，从而较好的解决了测长机和工件随温度变化不同引起的测量误差，使用方便且避免出错。
50.在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
51.以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。