一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法技术

本发明专利技术涉及一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法，该方法首先获取被测零件的几何设计参数并判断其同轴度公差是否能用本方法评定，然后获取实际被测零件的测量数据并初步评价被测圆柱体和基准圆柱体的合格性，然后将实际被测圆柱体和实际基准圆柱体的测量数据进行拟合并计算其相对姿态，然后计算实际基准圆柱体相对其最小实体边界的姿态的变动域，然后计算实际被测圆柱体对于基准圆柱体最小实体边界的最小同轴度误差，最后根据被测圆柱体的同轴度公差要求判断实际被测零件是否合格。

A method for rapid evaluation of coaxiality based on minimum solid state

The invention relates to a coaxial state based on minimum material fast evaluation method, this method first gets the geometric parameters of the workpiece to be measured and judged whether the coaxial tolerance evaluation method for the qualification and then obtain the preliminary evaluation of the actual measured data and the measured parts of the cylinder and the cylinder base, measurement data then the actual measured cylinder and actual reference cylinder to be combined to calculate the relative attitude, change the domain and then calculate the actual reference cylinder relative to its minimum entity boundary attitude, then calculate the actual measured cylinder for reference cylinder minimum entity boundary minimum coaxiality error, finally according to the measured cylinder coaxiality tolerance judgment the actual measured part is qualified.

【技术实现步骤摘要】
一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法
本专利技术属于精密计量与计算机应用领域，具有涉及一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法，可用于被测圆柱体有尺寸要求、其轴线的同轴度公差有最小实体要求并且其基准要素有尺寸要求和最小实体要求的圆柱形几何产品的同轴度误差合格性检测和评定，并为加工工艺的改进提供指导。
技术介绍
尺寸误差、形位误差（形状误差和位置误差的简称）直接影响产品质量、装配及其使用寿命，快速、准确地计算零件误差，具有重要的意义。尺寸公差（公差即误差的允许范围）和形位公差之间的关系称为公差原则，其中，最小实体要求是体现零件可装配性的一种公差原则。国家标准GB/T16671-2009规定了被测圆柱体有尺寸要求、其轴线的同轴度公差有最小实体要求并且其基准要素有尺寸要求和最小实体要求的情况，该情况规定了：1、被测圆柱体的最小实体状态；2、被测圆柱体的局部尺寸的范围；3、被测圆柱体的最小实体状态与基准圆柱体的最小实体状态之间的方位关系；4、基准圆柱体的最小实体状态及其局部尺寸的范围。为了判断偏离最小实体尺寸和最大实体尺寸之间（尺寸误差的合格性检测方法在国家标准GB/T3177、GB/T1958、GB/T18779.1、GB/T18779.2中有规定，不属于本专利技术的范畴）的零件的上述同轴度的合格性，国家标准GB/T1958-2004给出了五种误差检验原则：与拟合要素比较原则、测量坐标值原则、测量特征参数原则、测量跳动原则和控制实效边界原则，然而并没有给出被测圆柱体有尺寸要求、其轴线的同轴度公差有最小实体要求并且其基准要素有尺寸要求和最小实体要求的圆柱形几何产品的同轴度误差合格性检测和评定的具体方法。被测圆柱体有尺寸要求、其轴线的同轴度有最小实体要求并且其基准要素没有最小实体要求的情况下，可以通过三坐标测量机测量被测圆柱体和基准圆柱体上的测点，然后计算实际被测圆柱体相对于实际基准圆柱体的同轴度。但是还没有数学方法来来评定被测圆柱体有尺寸要求、其轴线的同轴度公差有最小实体要求并且其基准要素有尺寸要求和最小实体要求的零件的合格性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法。该方法不仅实现了被测圆柱体有尺寸要求、其轴线的同轴度公差有最小实体要求并且其基准要素有尺寸要求和最小实体要求的零件的合格性检测和评定，而且算法稳定性好、计算效率高，可以推广应用于其它被测要素有尺寸要求、其定向定位公差有最小实体要求并且其基准要素有尺寸要求和最小实体要求的零件的合格性检测和评定中。为解决上述技术问题，实现一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法，本专利技术采取以下方案：步骤1：获取被测圆柱体Cb、基准圆柱体CA及它们之间的几何设计参数；如果被测圆柱体Cb的同轴度公差及基准圆柱体CA都有最小实体要求，并且基准圆柱体CA只有尺寸公差——可以应用包容原则，那么跳转到步骤2，否则结束本快速评定方法，并给出结论“被测圆柱体的同轴度公差不能用本方法评定”。所述的被测圆柱体Cb的几何设计参数包括是孔要素还是轴要素、名义直径Db、名义长度Lb、轴的上偏差esb或孔的上偏差ESb、轴的下偏差eib或孔的下偏差EIb、同轴度公差Tb,AL,coa、同轴度公差是否标注最小实体要求、同轴度公差的基准圆柱体CA是否标注最小实体状态。所述的基准圆柱体CA的几何设计参数包括：是孔要素还是轴要素、名义直径DA、名义长度LA、轴的上偏差esA或孔的上偏差ESA、轴的下偏差eiA或孔的下偏差EIA、尺寸公差是否应用包容原则、其它几何公差。所述的被测圆柱体Cb与基准圆柱体CA之间的几何设计参数是被测圆柱体Cb的几何中心与基准圆柱体CA的几何中心之间的名义距离LAb。步骤2：在三坐标测量机上测量并获取实际被测圆柱体Cb、实际基准圆柱体CA的测量数据，包括以下四个测点数据集：实际基准圆柱体CA的两个测点Pmeasure,A,under,1、Pmeasure,A,under,2分别在实际基准圆柱体CA的两个底面上，两个测点的测点数据pmeasure,A,under,1(xmeasure,A,under,1,ymeasure,A,under,1,zmeasure,A,under,1)、pmeasure,A,under,2(xmeasure,A,under,2,ymeasure,A,under,2,zmeasure,A,under,2)形成测点数据集{pmeasure,A,under,i}，i=1,2；实际基准圆柱体CA的侧面上的测点Pmeasure,A,n的测点数据pmeasure,A,n(xmeasure,A,n,ymeasure,A,n,zmeasure,A,n)，n=1,2…N，N为测点数目且为大于6的正整数，所有的测点数据pmeasure,A,n(xmeasure,A,n,ymeasure,A,n,zmeasure,A,n)形成测点数据集{pmeasure,A,n}；实际被测圆柱体Cb的两个测点Pmeasure,b,under,1、Pmeasure,b,under,2分别在实际被测圆柱体Cb的两个底面上，两个测点的测点数据pmeasure,b,under,1(xmeasure,b,under,1,ymeasure,b,under,1,zmeasure,b,under,1)、pmeasure,b,under,2(xmeasure,b,under,2,ymeasure,b,under,2,zmeasure,b,under,2)形成测点数据集{pmeasure,b,under,j}，j=1,2；实际被测圆柱体Cb的侧面上的测点Pmeasure,b,m的测点数据pmeasure,b,m(xmeasure,b,m,ymeasure,b,m,zmeasure,b,m)，m=1,2…M，M为测点数目且为大于6的正整数，所有的测点数据pmeasure,b,m(xmeasure,b,m,ymeasure,b,m,zmeasure,b,m)形成测点数据集{pmeasure,b,m}。评价实际基准圆柱体CA和实际被测圆柱体Cb的尺寸误差是否合格，如果上述误差都合格，跳转到步骤3，否则结束本快速评定方法，并给出结论“实际基准圆柱体CA和/或实际被测圆柱体Cb的其它误差不合格”。步骤3：计算pmeasure,A,under,1/2=(pmeasure,A,under,1+pmeasure,A,under,2)/2。将步骤2中获取的四个测点数据集进行坐标变换，得到四个粗略平移数据集{p0,A,under,i(x0,A,under,i,y0,A,under,i,z0,A,under,i)|p0,A,under,i=pmeasure,A,under,i-pmeasure,A,under,1/2，i=1,2}、{p0,A,n(x0,A,n,y0,A,n,z0,A,n)|p0,A,n=pmeasure,A,n-pmeasure,A,under,1/2，n=1,2…N}、{p0,b,under,j(x0,b,under,j,y0,b,under,j,z0,b,under,j)|p0,b,under,j=pmeasure,b,under,j-pmeasure,本文档来自技高网...

【技术保护点】
根据权利要求3所述的一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法，其特征是：步骤1：获取被测圆柱体

【技术特征摘要】
1.根据权利要求3所述的一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法，其特征是：步骤1：获取被测圆柱体Cb、基准圆柱体CA及它们之间的几何设计参数；如果被测圆柱体Cb的同轴度公差及基准圆柱体CA都有最小实体要求，并且基准圆柱体CA只有尺寸公差——可以应用包容原则，那么跳转到步骤2，否则结束本快速评定方法，并给出结论“被测圆柱体的同轴度公差不能用本方法评定”；所述的被测圆柱体Cb的几何设计参数包括是孔要素还是轴要素、名义直径Db、名义长度Lb、轴的上偏差esb或孔的上偏差ESb、轴的下偏差eib或孔的下偏差EIb、同轴度公差Tb,AL,coa、同轴度公差是否标注最小实体要求、同轴度公差的基准圆柱体CA是否标注最小实体状态；所述的基准圆柱体CA的几何设计参数包括：是孔要素还是轴要素、名义直径DA、名义长度LA、轴的上偏差esA或孔的上偏差ESA、轴的下偏差eiA或孔的下偏差EIA、尺寸公差是否应用包容原则、其它几何公差；所述的被测圆柱体Cb与基准圆柱体CA之间的几何设计参数是被测圆柱体Cb的几何中心与基准圆柱体CA的几何中心之间的名义距离LAb；步骤2：在三坐标测量机上测量并获取实际被测圆柱体Cb、实际基准圆柱体CA的测量数据，包括以下四个测点数据集：实际基准圆柱体CA的两个测点Pmeasure,A,under,1、Pmeasure,A,under,2分别在实际基准圆柱体CA的两个底面上，两个测点的测点数据pmeasure,A,under,1(xmeasure,A,under,1,ymeasure,A,under,1,zmeasure,A,under,1)、pmeasure,A,under,2(xmeasure,A,under,2,ymeasure,A,under,2,zmeasure,A,under,2)形成测点数据集{pmeasure,A,under,i}，i=1,2；实际基准圆柱体CA的侧面上的测点Pmeasure,A,n的测点数据pmeasure,A,n(xmeasure,A,n,ymeasure,A,n,zmeasure,A,n)，n=1,2…N，N为测点数目且为大于6的正整数，所有的测点数据pmeasure,A,n(xmeasure,A,n,ymeasure,A,n,zmeasure,A,n)形成测点数据集{pmeasure,A,n}；实际被测圆柱体Cb的两个测点Pmeasure,b,under,1、Pmeasure,b,under,2分别在实际被测圆柱体Cb的两个底面上，两个测点的测点数据pmeasure,b,under,1(xmeasure,b,under,1,ymeasure,b,under,1,zmeasure,b,under,1)、pmeasure,b,under,2(xmeasure,b,under,2,ymeasure,b,under,2,zmeasure,b,under,2)形成测点数据集{pmeasure,b,under,j}，j=1,2；实际被测圆柱体Cb的侧面上的测点Pmeasure,b,m的测点数据pmeasure,b,m(xmeasure,b,m,ymeasure,b,m,zmeasure,b,m)，m=1,2…M，M为测点数目且为大于6的正整数，所有的测点数据pmeasure,b,m(xmeasure,b,m,ymeasure,b,m,zmeasure,b,m)形成测点数据集{pmeasure,b,m}；评价实际基准圆柱体CA和实际被测圆柱体Cb的尺寸误差是否合格，如果上述误差都合格，跳转到步骤3，否则结束本快速评定方法，并给出结论“实际基准圆柱体CA和/或实际被测圆柱体Cb的其它误差不合格”；步骤3：计算pmeasure,A,under,1/2=(pmeasure,A,under,1+pmeasure,A,under,2)/2；将步骤2中获取的四个测点数据集进行坐标变换，得到四个粗略平移数据集{p10,A,under,i(x10,A,under,i,y10,A,under,i,z10,A,under,i)|p10,A,under,i=pmeasure,A,under,i-pmeasure,A,under,1/2，i=1,2}、{p10,A,n(x10,A,n,y10,A,n,z10,A,n)|p10,A,n=pmeasure,A,n-pmeasure,A,under,1/2，n=1,2…N}、{p10,b,under,j(x10,b,under,j,y10,b,under,j,z10,b,under,j)|p10,b,under,j=pmeasure,b,under,j-pmeasure,A,under,1/2，，j=1,2}、{p10,b,m(x10,b,m,y10,b,m,z10,b,m)|p10,b,m=pmeasure,b,m-pmeasure,A,under,1/2，m=1,2…M}；计算p10,b,under,1/2(x10,b,under,1/2,y10,b,under,1/2,z10,b,under,1/2)=(p10,b,under,1+p10,b,under,2)/2；解目标优化问题10：求解：s.t.解得实际基准圆柱体CA的初步拟合圆柱体CCA0的直径dA0=|mind10,A|和相应的最优解(x10,min,y10,min,α10,min,β10,min)；将数据集{p0,A,n(x0,A,n,y0,A,n,z0,A,n)}进行如下坐标变换，n=1,2…N：得到实际基准圆柱所有测点的初步转换坐标集{p10,A,n(x10,A,n,y10,A,n,z10,A,n)}；将数据集{p0,b,m(x0,b,m,y0,b,m,z0,b,m)}进行如下坐标变换，m=1,2…M：得到实际被测圆柱所有测点的初步转换坐标集{p10,b,m(x10,b,m,y10,b,m,z10,b,m)}；当基准圆柱体是轴时，解目标优化问题1：s.t.实际基准圆柱体CA的拟合圆柱体CCA的直径dA=|mind1,A|和相应的最优解(x0,min,y0,min,α0,min,β0,min)；将粗略平移数据集{p10,b,m(x10,b,m,y10,b,m,z10,b,m)}进行如下坐标变换，m=1,2…M：得到实际被测圆柱所有测点相对于实际基准圆柱体的坐标集{pb,m(xb,m,yb,m,zb,m)}；当基准圆柱体是孔时，将数据集{p10,b,m}的元素的值赋给坐标集{...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐哲敏，黄美发，秦玲，
申请(专利权)人：唐哲敏，
类型：发明
国别省市：广西,45