CN103310106A - 一种零件孔系作用尺寸的计算方法 - Google Patents

一种零件孔系作用尺寸的计算方法 Download PDF

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CN103310106A CN2013102496308A CN201310249630A CN103310106A CN 103310106 A CN103310106 A CN 103310106A CN 2013102496308 A CN2013102496308 A CN 2013102496308A CN 201310249630 A CN201310249630 A CN 201310249630A CN 103310106 A CN103310106 A CN 103310106A
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Abstract

一种零件孔系作用尺寸的计算方法，该方法首先测量并获取各个被测孔上的测点坐标，根据图纸信息，获取孔的理想位置；然后通过坐标平移，转化为圆的作用尺寸计算；应用求解非线性方程组的方法，不断变动作用表面的直径，直到满足判别准则，输出孔系的作用尺寸以及各个孔的位置坐标。本发明可准确计算出满足判别准则的孔系的作用尺寸及各个孔位置坐标的最优值。

Description

一种零件孔系作用尺寸的计算方法
技术领域
本发明涉及一种零件孔系作用尺寸的计算方法，属于精密计量与计算机应用领域，可用于各种情况下几何产品中孔系作用尺寸以及位置度的合格性检测，并为加工过程以及加工工艺的改进提供指导。
背景技术
在箱体零件装配中，经常应用位置度来控制孔系之间以及孔系与基准之间的误差，同时位置度是形位误差中评定难度最大、应用形式最多的项目之一。因此对位置度评定技术的研究，有重要的实际生产价值。另外，孔系的最大内接尺寸与最小外接尺寸统称为孔系的作用尺寸，孔系的最大内接尺寸与最小外接尺寸是根据光滑极限量规发展而来的算法，应用较为广泛。
按孔系几何框图(孔系理想位置构成的几何位置框图)的变动情况可分为：几何框图固定的、几何框图可以平移调整的、几何框图可以旋转调整的、几何框图即可平移又可旋转调整的(复合运动)。其中几何框图可复合运动调整的情况具有一般性，同时评定过程也是最复杂的，前几种都是其特殊情况。如附图2所示，只有一个基准，允许几何框图绕基准A的法向矢量旋转，也可以在基准面A内平移。本发明主要针对孔系为复合运动的情况。
目前孔系位置度、孔系的作用尺寸的检测方法主要分为以下几种：综合量规检验、坐标测量法。
对于大批量生产，采用综合量规检验，效率较高，是一种较合理的检验方法，但是它不能测量出位置度误差或作用尺寸的具体数值：对于单件小批生产的零件，用综合量规检验时成本昂贵；综合量规的制造误差对检验结果影响较大，并且综合量规的制造误差如何评定至今还没有解决；若对孔系位置度精度或孔系的作用尺寸要求较高，综合量规甚至很难制造出来。
对于坐标测量法，又分为图解法、数学分析法、几何图框法。这些方法的计算结果难以达到精确解，需要进一步深入研究。目前测量仪器配套软件一般都采用成熟的最小二乘法近似地计算零件孔系位置度误差与孔系的作用尺寸。
发明内容
为了克服上述技术缺点，本发明的目的是提供一种零件孔系作用尺寸的计算方法。针对孔系位置度误差与孔系作用尺寸，本方法不仅提高了测量仪器的检测精度，而且算法稳定性好、计算效率高。
本发明依据孔系自身的特征，在计算优化的方向上，给出了作用表面平移变动、尺寸变动的方式，并设计了计算方法。本发明所公布的方法，可计算出符合判别准则的孔系位置度误差或孔系的作用尺寸。
本发明一种零件孔系作用尺寸的计算方法，用于计算孔系最小外接尺寸时，主要包括以下步骤，如附图1所示：
步骤1：将被测零件置于测量平台上，在各个孔上提取一系列的测点；根据图纸信息获取每个孔的设计理想位置——各孔轴线上定点的理论坐标。
步骤2：在基准面上，提取基准特征的测点，并应用最小区域法拟合基准平面，获得基准面的法向矢量；进行坐标变换，使坐标系z轴平行于基准平面的法向矢量；同时各孔上的测点也作相同的坐标变换，设坐标变换后各孔轴线上定点在xoy平面上的投影坐标为                                               
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE002
，各孔测点坐标在xoy平面上的投影为
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE004
，i为孔的编号，j为每个孔上的测点编号；所有孔的测点组成集合；所有孔的
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE008
坐标组成集合
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE010
；设定误差允许值
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE012
。
步骤3：应用下式，依次将各个孔的测点平移到原点处，
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE016
所有的点坐标
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE018
构成集合
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE020
，应用最小外接圆法拟合点集
Figure 52609DEST_PATH_IMAGE020
，得到最小外接圆的圆心坐标
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE022
，将圆心坐标
Figure 500908DEST_PATH_IMAGE022
叠加到各个孔的定点坐标，并将得到的坐标值赋值给各个孔的定点坐标
Figure 675854DEST_PATH_IMAGE002
。
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE024
步骤4：依次计算各孔上的测点
Figure 21385DEST_PATH_IMAGE004
到对应孔的定点
Figure 843847DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE026
，并记录
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE028
，所记录
Figure 642039DEST_PATH_IMAGE028
对应的测点形成与作用表面接触的测点集合；
Figure 840939DEST_PATH_IMAGE028
为该次迭代中孔系的最小外接半径t。
步骤5：判断作用表面的接触点数量是否等于2；
如果接触点的数量等于2，则跳转到步骤10；如果接触点的数量不等于2，执行下一步。
步骤6：判断接触点的数量是否等于3；
如果接触点的数量不等于3，则跳转到步骤9；如果接触点的数量等于3，设置作用表面尺寸变动量的初始值。
步骤7：在保持作用表面与接触点接触的条件下，计算半径为
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE032
时的作用表面参数；设接触点的坐标为
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE034
，根据每个接触点可以建立以下非线性方程，
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE036
由此可以建立三元非线性方程组，可以计算
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE042
3个变量；然后应用下式重新计算各个孔的定点坐标，
依次计算各个非接触测点
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE046
到对应孔的
Figure 96657DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE048
，并计算
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE050
；如果
Figure 382145DEST_PATH_IMAGE032
，表示变动量
Figure 119157DEST_PATH_IMAGE030
过大，测点超出作用表面，
Figure 173700DEST_PATH_IMAGE030
变为
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE054
；如果
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE056
，变动量
Figure 376329DEST_PATH_IMAGE030
过小，
Figure 651452DEST_PATH_IMAGE030
变为。
步骤8：判断
Figure 823152DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差是否小于设定的误差允许值
Figure 158318DEST_PATH_IMAGE012
；
如果
Figure 887240DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差小于设定的误差允许值
Figure 966054DEST_PATH_IMAGE012
，说明找到第4个接触点，跳转到步骤4；如果
Figure 995190DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差大于等于设定的误差允许值
Figure 766837DEST_PATH_IMAGE012
，重复第7、8步操作。
步骤9：以3个接触点为1个组合，以其中1个组合中的3个接触点为计算对象，按照步骤7、8的方式进行尺寸变动，得到尺寸变动量
Figure 717475DEST_PATH_IMAGE030
；判断
Figure 599981DEST_PATH_IMAGE030
是否小于设定的
Figure 483623DEST_PATH_IMAGE030
误差允许值；
如果
Figure 426171DEST_PATH_IMAGE030
小于设定的误差允许值
Figure 864106DEST_PATH_IMAGE012
，然后判断是否满足判别准则，如果满足，则跳转到步骤9，如果不满足，则重新选择1个组合，重复步骤9的操作；如果
Figure 815881DEST_PATH_IMAGE030
大于等于设定的误差允许值
Figure 288451DEST_PATH_IMAGE012
，则跳转到步骤4。
步骤10：输出孔系最小外接尺寸及各个孔位置坐标的最优值。
上述方法中，所述计算流程可以应用于孔系的位置度误差评定。
本发明另一种零件孔系作用尺寸的计算方法，用于计算孔系最大内接尺寸时，主要包括以下步骤：
步骤1：将被测零件置于测量平台上，在各个孔上提取一系列的测点；根据图纸信息获取每个孔的设计理想位置——各孔轴线上定点的理论坐标。
步骤2：在基准面上，提取基准特征的测点，并应用最小区域法拟合基准平面，获得基准面的法向矢量；进行坐标变换，使坐标系z轴平行于基准平面的法向矢量；同时各孔上的测点也作相同的坐标变换，设坐标变换后各孔轴线上定点在xoy平面上的投影坐标为
Figure 401901DEST_PATH_IMAGE002
，各孔测点坐标在xoy平面上的投影为
Figure 327131DEST_PATH_IMAGE004
，i为孔的编号，j为每个孔上的测点编号；所有孔的测点组成集合；所有孔的
Figure 144095DEST_PATH_IMAGE008
坐标组成集合
Figure 428445DEST_PATH_IMAGE010
；设定误差允许值
Figure 840972DEST_PATH_IMAGE012
。
步骤3：应用下式，依次将各个孔的测点
Figure 400130DEST_PATH_IMAGE014
平移到原点处，
Figure 581712DEST_PATH_IMAGE016
所有的点坐标
Figure 302544DEST_PATH_IMAGE018
构成集合
Figure 202366DEST_PATH_IMAGE020
，应用最大内接圆法拟合点集
Figure 299635DEST_PATH_IMAGE020
，得到最大内接圆的圆心坐标
Figure 601304DEST_PATH_IMAGE022
，将圆心坐标
Figure 961878DEST_PATH_IMAGE022
叠加到各个孔的定点坐标
Figure 348997DEST_PATH_IMAGE002
，并将得到的坐标值赋值给各个孔的定点坐标。
Figure 140552DEST_PATH_IMAGE024
步骤4：依次计算各孔上的测点
Figure 937607DEST_PATH_IMAGE004
到对应孔的定点
Figure 77601DEST_PATH_IMAGE002
的距离，并记录
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE060
，所记录
Figure 792934DEST_PATH_IMAGE060
对应的测点形成与作用表面接触的测点集合；为该次迭代中孔系的最大内接半径t。
步骤5：判断作用表面的接触点数量是否等于2；
如果接触点的数量等于2，则跳转到步骤10；如果接触点的数量不等于2，执行下一步。
步骤6：判断接触点的数量是否等于3；
如果接触点的数量不等于3，则跳转到步骤9；如果接触点的数量等于3，设置作用表面尺寸变动量
Figure 857022DEST_PATH_IMAGE030
的初始值。
步骤7：在保持作用表面与接触点接触的条件下，计算半径为时的作用表面参数；设接触点的坐标为
Figure 99784DEST_PATH_IMAGE034
，根据每个接触点可以建立以下非线性方程，
由此可以建立三元非线性方程组，可以计算
Figure 496130DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 166146DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 749574DEST_PATH_IMAGE042
3个变量；然后应用下式重新计算各个孔的定点坐标
Figure 530448DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 515722DEST_PATH_IMAGE044
依次计算各个非接触测点
Figure 825481DEST_PATH_IMAGE046
到对应孔的的距离
Figure 480770DEST_PATH_IMAGE048
，并计算
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE066
；如果
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE068
Figure 854638DEST_PATH_IMAGE062
，表示变动量
Figure 335298DEST_PATH_IMAGE030
过大，测点超出作用表面，
Figure 158897DEST_PATH_IMAGE030
变为
Figure 15995DEST_PATH_IMAGE054
；如果
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE070
Figure 241440DEST_PATH_IMAGE062
，变动量
Figure 893001DEST_PATH_IMAGE030
过小，
Figure 2013102496308100002DEST_PATH_IMAGE072
变为
Figure 469476DEST_PATH_IMAGE058
。
步骤8：判断
Figure 864685DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差是否小于设定的误差允许值
Figure 944637DEST_PATH_IMAGE012
；
如果
Figure 32678DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差小于设定的误差允许值
Figure 299712DEST_PATH_IMAGE012
，说明找到第4个接触点，跳转到步骤4；如果
Figure 29770DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差大于等于设定的误差允许值
Figure 433070DEST_PATH_IMAGE012
，重复第7、8步操作。
步骤9：以3个接触点为1个组合，以其中1个组合中的3个接触点为计算对象，按照步骤7、8的方式进行尺寸变动，得到尺寸变动量；判断
Figure 446342DEST_PATH_IMAGE030
是否小于设定的误差允许值
Figure 714513DEST_PATH_IMAGE012
；
如果小于设定的误差允许值
Figure 667742DEST_PATH_IMAGE012
，然后判断是否满足判别准则，如果满足，则跳转到步骤9，如果不满足，则重新选择1个组合，重复步骤9的操作；如果
Figure 174947DEST_PATH_IMAGE030
大于等于设定的误差允许值
Figure 715650DEST_PATH_IMAGE012
，则跳转到步骤4。
步骤10：输出孔系最大内接尺寸及各个孔位置坐标的最优值。
本发明的有益效果在于：本方法查询到的接触点相对位置满足判别准则，计算得到的孔系参数、孔系位置度误差和孔系的作用尺寸均为最优值，计算稳定性好、计算效率高。
对于本领域技术人员来说，根据和应用本发明公开的构思，能够容易地对本发明方案进行各种变形和改变，应当注意的是，所有这些变形和改变都应当属于本发明的范围。
附图说明
图1 为本发明的孔系最小外接尺寸的计算流程图。
图2 为本发明的位置度应用实例。
具体实施方式
实施例1：
一种零件孔系作用尺寸的计算方法，用于计算孔系最小外接尺寸时，如附图1所示，主要包括以下步骤：
步骤1：将被测零件置于测量平台上，在各个孔上提取一系列的测点；根据图纸信息获取每个孔的设计理想位置——各孔轴线上定点的理论坐标。
步骤2：在基准面上，提取基准特征的测点，并应用最小区域法拟合基准平面，获得基准面的法向矢量；进行坐标变换，使坐标系z轴平行于基准平面的法向矢量；同时各孔上的测点也作相同的坐标变换，设坐标变换后各孔轴线上定点在xoy平面上的投影坐标为，各孔测点坐标在xoy平面上的投影为
Figure 225445DEST_PATH_IMAGE004
，i为孔的编号，j为每个孔上的测点编号；所有孔的测点组成集合；所有孔的
Figure 33181DEST_PATH_IMAGE008
坐标组成集合
Figure 62317DEST_PATH_IMAGE010
；设定误差允许值
Figure 568385DEST_PATH_IMAGE012
。
步骤3：应用下式，依次将各个孔的测点
Figure 784603DEST_PATH_IMAGE014
平移到原点处，
Figure 667108DEST_PATH_IMAGE016
所有的点坐标
Figure 550750DEST_PATH_IMAGE018
构成集合
Figure 493299DEST_PATH_IMAGE020
，应用最小外接圆法拟合点集
Figure 931233DEST_PATH_IMAGE020
，得到最小外接圆的圆心坐标
Figure 883009DEST_PATH_IMAGE022
，将圆心坐标叠加到各个孔的定点坐标
Figure 203449DEST_PATH_IMAGE002
，并将得到的坐标值赋值给各个孔的定点坐标
Figure 128679DEST_PATH_IMAGE002
。
Figure 884146DEST_PATH_IMAGE024
步骤4：依次计算各孔上的测点到对应孔的定点
Figure 495573DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 439258DEST_PATH_IMAGE026
，并记录
Figure 201678DEST_PATH_IMAGE028
，所记录
Figure 383260DEST_PATH_IMAGE028
对应的测点形成与作用表面接触的测点集合；
Figure 838512DEST_PATH_IMAGE028
为该次迭代中孔系的最小外接半径t。
步骤5：判断作用表面的接触点数量是否等于2；
如果接触点的数量等于2，则跳转到步骤10；如果接触点的数量不等于2，执行下一步。
步骤6：判断接触点的数量是否等于3；
如果接触点的数量不等于3，则跳转到步骤9；如果接触点的数量等于3，设置作用表面尺寸变动量的初始值。
步骤7：在保持作用表面与接触点接触的条件下，计算半径为
Figure 835604DEST_PATH_IMAGE032
时的作用表面参数；设接触点的坐标为
Figure 871693DEST_PATH_IMAGE034
，根据每个接触点可以建立以下非线性方程，
Figure 497847DEST_PATH_IMAGE036
由此可以建立三元非线性方程组，可以计算
Figure 416124DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 520346DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 676521DEST_PATH_IMAGE042
3个变量；然后应用下式重新计算各个孔的定点坐标
Figure 13523DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 622359DEST_PATH_IMAGE044
依次计算各个非接触测点
Figure 795852DEST_PATH_IMAGE046
到对应孔的
Figure 806533DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 305647DEST_PATH_IMAGE048
，并计算
Figure 401779DEST_PATH_IMAGE050
；如果
Figure 847804DEST_PATH_IMAGE052
Figure 978571DEST_PATH_IMAGE032
，表示变动量
Figure 179746DEST_PATH_IMAGE030
过大，测点超出作用表面，变为
Figure 12889DEST_PATH_IMAGE054
；如果
Figure 839080DEST_PATH_IMAGE032
，变动量
Figure 909804DEST_PATH_IMAGE030
过小，
Figure 963211DEST_PATH_IMAGE030
变为
Figure 334149DEST_PATH_IMAGE058
。
步骤8：判断前后2次的迭代值之差是否小于设定的误差允许值
Figure 107250DEST_PATH_IMAGE012
；
如果
Figure 495506DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差小于设定的误差允许值，说明找到第4个接触点，跳转到步骤4；如果
Figure 841354DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差大于等于设定的误差允许值
Figure 886670DEST_PATH_IMAGE012
，重复第7、8步操作。
步骤9：以3个接触点为1个组合，以其中1个组合中的3个接触点为计算对象，按照步骤7、8的方式进行尺寸变动，得到尺寸变动量
Figure 813038DEST_PATH_IMAGE030
；判断
Figure 361831DEST_PATH_IMAGE030
是否小于设定的
Figure 449873DEST_PATH_IMAGE030
误差允许值；
如果
Figure 248065DEST_PATH_IMAGE030
小于设定的误差允许值
Figure 181386DEST_PATH_IMAGE012
，然后判断是否满足判别准则，如果满足，则跳转到步骤9，如果不满足，则重新选择1个组合，重复步骤9的操作；如果
Figure 850264DEST_PATH_IMAGE030
大于等于设定的误差允许值
Figure 109207DEST_PATH_IMAGE012
，则跳转到步骤4。
步骤10：输出孔系最小外接尺寸及各个孔位置坐标的最优值。
上述方法中，所述计算流程可以应用于孔系的位置度误差评定。
实施例2：
一种零件孔系作用尺寸的计算方法，用于计算孔系最大内接尺寸时，如附图1所示，主要包括以下步骤：
步骤1：将被测零件置于测量平台上，在各个孔上提取一系列的测点；根据图纸信息获取每个孔的设计理想位置——各孔轴线上定点的理论坐标。
步骤2：在基准面上，提取基准特征的测点，并应用最小区域法拟合基准平面，获得基准面的法向矢量；进行坐标变换，使坐标系z轴平行于基准平面的法向矢量；同时各孔上的测点也作相同的坐标变换，设坐标变换后各孔轴线上定点在xoy平面上的投影坐标为
Figure 129116DEST_PATH_IMAGE002
，各孔测点坐标在xoy平面上的投影为
Figure 131707DEST_PATH_IMAGE004
，i为孔的编号，j为每个孔上的测点编号；所有孔的测点组成集合
Figure 655092DEST_PATH_IMAGE006
；所有孔的
Figure 819357DEST_PATH_IMAGE008
坐标组成集合
Figure 592141DEST_PATH_IMAGE010
；设定误差允许值
Figure 132844DEST_PATH_IMAGE012
。
步骤3：应用下式，依次将各个孔的测点
Figure 510736DEST_PATH_IMAGE014
平移到原点处，
Figure 111481DEST_PATH_IMAGE016
所有的点坐标
Figure 105982DEST_PATH_IMAGE018
构成集合
Figure 450376DEST_PATH_IMAGE020
，应用最大内接圆法拟合点集
Figure 948353DEST_PATH_IMAGE020
，得到最大内接圆的圆心坐标
Figure 985579DEST_PATH_IMAGE022
，将圆心坐标
Figure 201797DEST_PATH_IMAGE022
叠加到各个孔的定点坐标，并将得到的坐标值赋值给各个孔的定点坐标。
Figure 644914DEST_PATH_IMAGE024
步骤4：依次计算各孔上的测点
Figure 614007DEST_PATH_IMAGE004
到对应孔的定点
Figure 300203DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 507194DEST_PATH_IMAGE026
，并记录
Figure 151801DEST_PATH_IMAGE060
，所记录
Figure 77032DEST_PATH_IMAGE060
对应的测点形成与作用表面接触的测点集合；
Figure 301340DEST_PATH_IMAGE060
为该次迭代中孔系的最大内接半径t。
步骤5：判断作用表面的接触点数量是否等于2；
如果接触点的数量等于2，则跳转到步骤10；如果接触点的数量不等于2，执行下一步。
步骤6：判断接触点的数量是否等于3；
如果接触点的数量不等于3，则跳转到步骤9；如果接触点的数量等于3，设置作用表面尺寸变动量
Figure 162504DEST_PATH_IMAGE030
的初始值。
步骤7：在保持作用表面与接触点接触的条件下，计算半径为
Figure 446855DEST_PATH_IMAGE062
时的作用表面参数；设接触点的坐标为
Figure 593803DEST_PATH_IMAGE034
，根据每个接触点可以建立以下非线性方程，
由此可以建立三元非线性方程组，可以计算
Figure 334543DEST_PATH_IMAGE038
、、
Figure 220776DEST_PATH_IMAGE042
3个变量；然后应用下式重新计算各个孔的定点坐标
Figure 786887DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 822976DEST_PATH_IMAGE044
依次计算各个非接触测点
Figure 980288DEST_PATH_IMAGE046
到对应孔的
Figure 101827DEST_PATH_IMAGE002
的距离，并计算
Figure 627804DEST_PATH_IMAGE066
；如果
Figure 956017DEST_PATH_IMAGE068
Figure 564853DEST_PATH_IMAGE062
，表示变动量
Figure 472766DEST_PATH_IMAGE030
过大，测点超出作用表面，
Figure 14606DEST_PATH_IMAGE030
变为
Figure 982562DEST_PATH_IMAGE054
；如果
Figure 609852DEST_PATH_IMAGE070
Figure 321456DEST_PATH_IMAGE062
，变动量
Figure 452223DEST_PATH_IMAGE030
过小，
Figure 122239DEST_PATH_IMAGE072
变为
Figure 440088DEST_PATH_IMAGE058
。
步骤8：判断
Figure 955383DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差是否小于设定的误差允许值；
如果前后2次的迭代值之差小于设定的误差允许值
Figure 586718DEST_PATH_IMAGE012
，说明找到第4个接触点，跳转到步骤4；如果
Figure 171283DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差大于等于设定的误差允许值
Figure 11064DEST_PATH_IMAGE012
，重复第7、8步操作。
步骤9：以3个接触点为1个组合，以其中1个组合中的3个接触点为计算对象，按照步骤7、8的方式进行尺寸变动，得到尺寸变动量
Figure 22882DEST_PATH_IMAGE030
；判断
Figure 580902DEST_PATH_IMAGE030
是否小于设定的误差允许值
Figure 172421DEST_PATH_IMAGE012
；
如果
Figure 132286DEST_PATH_IMAGE030
小于设定的误差允许值
Figure 315006DEST_PATH_IMAGE012
，然后判断是否满足判别准则，如果满足，则跳转到步骤9，如果不满足，则重新选择1个组合，重复步骤9的操作；如果大于等于设定的误差允许值
Figure 489952DEST_PATH_IMAGE012
，则跳转到步骤4。
步骤10：输出孔系最大内接尺寸及各个孔位置坐标的最优值。

Claims (2)

1. 一种零件孔系作用尺寸的计算方法，用于计算孔系最小外接尺寸时，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：将被测零件置于测量平台上，在各个孔上提取一系列的测点；根据图纸信息获取每个孔的设计理想位置——各孔轴线上定点的理论坐标；
步骤2：在基准面上，提取基准特征的测点，并应用最小区域法拟合基准平面，获得基准面的法向矢量；进行坐标变换，使坐标系z轴平行于基准平面的法向矢量；同时各孔上的测点也作相同的坐标变换，设坐标变换后各孔轴线上定点在xoy平面上的投影坐标为                                               
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE002
，各孔测点坐标在xoy平面上的投影为
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE004
，i为孔的编号，j为每个孔上的测点编号；所有孔的测点组成集合
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE006
；所有孔的
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE008
坐标组成集合
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE010
；设定误差允许值
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤3：应用下式，依次将各个孔的测点
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE014
平移到原点处，
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE016
所有的点坐标
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE018
构成集合，应用最小外接圆法拟合点集
Figure 896701DEST_PATH_IMAGE020
，得到最小外接圆的圆心坐标，将圆心坐标
Figure 719164DEST_PATH_IMAGE022
叠加到各个孔的定点坐标
Figure 986197DEST_PATH_IMAGE002
，并将得到的坐标值赋值给各个孔的定点坐标
Figure 716256DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE024
步骤4：依次计算各孔上的测点
Figure 447451DEST_PATH_IMAGE004
到对应孔的定点
Figure 440815DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE026
，并记录
Figure 2013102496308100001DEST_PATH_IMAGE028
，所记录
Figure 791550DEST_PATH_IMAGE028
对应的测点形成与作用表面接触的测点集合；为该次迭代中孔系的最小外接半径t；
步骤5：判断作用表面的接触点数量是否等于2；
如果接触点的数量等于2，则跳转到步骤10；如果接触点的数量不等于2，执行下一步；
步骤6：判断接触点的数量是否等于3；
如果接触点的数量不等于3，则跳转到步骤9；如果接触点的数量等于3，设置作用表面尺寸变动量的初始值；
步骤7：在保持作用表面与接触点接触的条件下，计算半径为
Figure DEST_PATH_IMAGE032
时的作用表面参数；设接触点的坐标为
Figure DEST_PATH_IMAGE034
，根据每个接触点可以建立以下非线性方程，
Figure DEST_PATH_IMAGE036
由此可以建立三元非线性方程组，可以计算
Figure DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure DEST_PATH_IMAGE042
3个变量；然后应用下式重新计算各个孔的定点坐标
Figure 973318DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
依次计算各个非接触测点到对应孔的
Figure 199900DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure DEST_PATH_IMAGE048
，并计算
Figure DEST_PATH_IMAGE050
；如果
Figure DEST_PATH_IMAGE052
Figure 35001DEST_PATH_IMAGE032
，表示变动量
Figure 575704DEST_PATH_IMAGE030
过大，测点超出作用表面，
Figure 953595DEST_PATH_IMAGE030
变为
Figure DEST_PATH_IMAGE054
；如果
Figure DEST_PATH_IMAGE056
Figure 616658DEST_PATH_IMAGE032
，变动量过小，
Figure 955552DEST_PATH_IMAGE030
变为
Figure DEST_PATH_IMAGE058
；
步骤8：判断前后2次的迭代值之差是否小于设定的误差允许值
Figure 490756DEST_PATH_IMAGE012
；
如果
Figure 972553DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差小于设定的误差允许值
Figure 855058DEST_PATH_IMAGE012
，说明找到第4个接触点，跳转到步骤4；如果前后2次的迭代值之差大于等于设定的误差允许值
Figure 678319DEST_PATH_IMAGE012
，重复第7、8步操作；
步骤9：以3个接触点为1个组合，以其中1个组合中的3个接触点为计算对象，按照步骤7、8的方式进行尺寸变动，得到尺寸变动量
Figure 116254DEST_PATH_IMAGE030
；判断
Figure 333608DEST_PATH_IMAGE030
是否小于设定的
Figure 71757DEST_PATH_IMAGE030
误差允许值；
如果
Figure 716365DEST_PATH_IMAGE030
小于设定的误差允许值，然后判断是否满足判别准则，如果满足，则跳转到步骤9，如果不满足，则重新选择1个组合，重复步骤9的操作；如果
Figure 865904DEST_PATH_IMAGE030
大于等于设定的误差允许值
Figure 192980DEST_PATH_IMAGE012
，则跳转到步骤4；
步骤10：输出孔系最小外接尺寸及各个孔位置坐标的最优值。
2. 一种零件孔系作用尺寸的计算方法，用于计算孔系最大内接尺寸时，其特征在于，具体步骤如下：
步骤1：将被测零件置于测量平台上，在各个孔上提取一系列的测点；根据图纸信息获取每个孔的设计理想位置——各孔轴线上定点的理论坐标；
步骤2：在基准面上，提取基准特征的测点，并应用最小区域法拟合基准平面，获得基准面的法向矢量；进行坐标变换，使坐标系z轴平行于基准平面的法向矢量；同时各孔上的测点也作相同的坐标变换，设坐标变换后各孔轴线上定点在xoy平面上的投影坐标为
Figure 742910DEST_PATH_IMAGE002
，各孔测点坐标在xoy平面上的投影为
Figure 155437DEST_PATH_IMAGE004
，i为孔的编号，j为每个孔上的测点编号；所有孔的测点组成集合；所有孔的
Figure 365018DEST_PATH_IMAGE008
坐标组成集合
Figure 351429DEST_PATH_IMAGE010
；设定误差允许值
Figure 985673DEST_PATH_IMAGE012
；
步骤3：应用下式，依次将各个孔的测点
Figure 551783DEST_PATH_IMAGE014
平移到原点处，
Figure 853451DEST_PATH_IMAGE016
所有的点坐标
Figure 10763DEST_PATH_IMAGE018
构成集合
Figure 132303DEST_PATH_IMAGE020
，应用最大内接圆法拟合点集
Figure 502105DEST_PATH_IMAGE020
，得到最大内接圆的圆心坐标
Figure 189438DEST_PATH_IMAGE022
，将圆心坐标
Figure 986493DEST_PATH_IMAGE022
叠加到各个孔的定点坐标
Figure 595328DEST_PATH_IMAGE002
，并将得到的坐标值赋值给各个孔的定点坐标
Figure 503242DEST_PATH_IMAGE002
；
Figure 45081DEST_PATH_IMAGE024
步骤4：依次计算各孔上的测点
Figure 13037DEST_PATH_IMAGE004
到对应孔的定点
Figure 109169DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 820773DEST_PATH_IMAGE026
，并记录，所记录
Figure 217120DEST_PATH_IMAGE060
对应的测点形成与作用表面接触的测点集合；
Figure 355977DEST_PATH_IMAGE060
为该次迭代中孔系的最大内接半径t；
步骤5：判断作用表面的接触点数量是否等于2；
如果接触点的数量等于2，则跳转到步骤10；如果接触点的数量不等于2，执行下一步；
步骤6：判断接触点的数量是否等于3；
如果接触点的数量不等于3，则跳转到步骤9；如果接触点的数量等于3，设置作用表面尺寸变动量
Figure 470563DEST_PATH_IMAGE030
的初始值；
步骤7：在保持作用表面与接触点接触的条件下，计算半径为
Figure DEST_PATH_IMAGE062
时的作用表面参数；设接触点的坐标为
Figure 985858DEST_PATH_IMAGE034
，根据每个接触点可以建立以下非线性方程，
由此可以建立三元非线性方程组，可以计算
Figure 236711DEST_PATH_IMAGE038
、
Figure 546470DEST_PATH_IMAGE040
、
Figure 617194DEST_PATH_IMAGE042
3个变量；然后应用下式重新计算各个孔的定点坐标
Figure 670601DEST_PATH_IMAGE002
，
Figure 41539DEST_PATH_IMAGE044
依次计算各个非接触测点
Figure 522199DEST_PATH_IMAGE046
到对应孔的
Figure 80219DEST_PATH_IMAGE002
的距离
Figure 202896DEST_PATH_IMAGE048
，并计算
Figure DEST_PATH_IMAGE066
；如果
Figure DEST_PATH_IMAGE068
Figure 897183DEST_PATH_IMAGE062
，表示变动量
Figure 345482DEST_PATH_IMAGE030
过大，测点超出作用表面，
Figure 125219DEST_PATH_IMAGE030
变为；如果
Figure DEST_PATH_IMAGE070
Figure 865959DEST_PATH_IMAGE062
，变动量过小，
Figure DEST_PATH_IMAGE072
变为
Figure 489543DEST_PATH_IMAGE058
；
步骤8：判断
Figure 688443DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差是否小于设定的误差允许值
Figure 888480DEST_PATH_IMAGE012
；
如果
Figure 881844DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差小于设定的误差允许值
Figure 636173DEST_PATH_IMAGE012
，说明找到第4个接触点，跳转到步骤4；如果
Figure 373185DEST_PATH_IMAGE030
前后2次的迭代值之差大于等于设定的误差允许值，重复第7、8步操作；
步骤9：以3个接触点为1个组合，以其中1个组合中的3个接触点为计算对象，按照步骤7、8的方式进行尺寸变动，得到尺寸变动量
Figure 857573DEST_PATH_IMAGE030
；判断
Figure 99198DEST_PATH_IMAGE030
是否小于设定的误差允许值
Figure 905480DEST_PATH_IMAGE012
；
如果
Figure 548951DEST_PATH_IMAGE030
小于设定的误差允许值，然后判断是否满足判别准则，如果满足，则跳转到步骤9，如果不满足，则重新选择1个组合，重复步骤9的操作；如果
Figure 613039DEST_PATH_IMAGE030
大于等于设定的误差允许值，则跳转到步骤4；
步骤10：输出孔系最大内接尺寸及各个孔位置坐标的最优值。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102322825A (zh) * 2011-06-02 2012-01-18 南京航空航天大学 超长孔系零件同轴度光学测量系统及方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102322825A (zh) * 2011-06-02 2012-01-18 南京航空航天大学 超长孔系零件同轴度光学测量系统及方法

Non-Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
余厚云,赵转萍,陆永华: "基于PSD的长跨度孔系同轴度误差测量系统", 《传感器与微系统》 *
孙茉莉: "一种最小外接圆法圆度误差评价实现方法", 《工具技术》 *
彭晓南,刘飞,雷贤卿: "基于最大内接圆法的圆度误差测量实现方法", 《工具技术》 *

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108287949A (zh) * 2017-12-30 2018-07-17 唐哲敏 一种快稳简的方键体外作用宽度评定方法

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