一种基于最大实体要求(MMR)圆柱的平行度评定方法技术

本发明专利技术属于精密计量与计算机应用领域，具体涉及一种基于最大实体要求（MMR）圆柱的平行度的数字化评定方法，该方法首先获取实际被测圆柱和实际基准圆柱的关键参数信息并判定该零件是否可以用本方法对其平行度公差的进行评定，然后通过三坐标测量机测得实际被测圆柱和实际基准圆柱的测点数据并分别判断实际被测圆柱和实际基准圆柱的尺寸误差是否合格，然后对实际基准圆柱的测点数据进行拟合，并对实际基准圆柱和实际被测圆柱的测点数据进行坐标变换，然后计算出实际被测圆柱的极限当量直径，最后通过被测圆柱的相关公差要求来判定零件平行度误差的合格性。

【技术实现步骤摘要】
一种基于最大实体要求(MMR)圆柱的平行度评定方法
本专利技术属于精密计量与计算机应用领域，具体涉及一种基于最大实体要求（MMR）圆柱的平行度的数字化评定方法，可用于被测圆柱轴线的平行度公差及其基准圆柱同时应用MMR时产品平行度误差合格性的评定。
技术介绍
平行度误差是反映零件加工质量的一项关键参数，它直接影响着产品的装配成功率以及工作寿命。快速有效地评定零件的平行度误差，对提高零件的装配成功率和节省产品的检验成本具有重要的现实意义。形位公差与尺寸公差可以通过公差原则联系在一起，不同的公差原则可以满足不同的使用要求，例如最大实体要求体现了零件的可装配性。国家标准GB/T16671-2009中给出了当基准圆柱轴线的平行度公差及其对应基准圆柱都采用MMR时的一些约束，约束如下：1、被测圆柱和基准圆柱都处于最大实体状态；2、被测圆柱和基准圆柱局部尺寸应分别介于其各自最大极限尺寸与最小极限尺寸之间；3、处于最大实体状态下被测圆柱的轴线与处于最大实体状态下基准圆柱的轴线的存在方向之间的关系。因此，为了检测介于最大极限尺寸与最小极限尺寸之间（评定尺寸误差合格性的方法众多，已经成熟，不属于本专利技本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于最大实体要求（MMR）圆柱的平行度评定方法,其特征在于，具体步骤如下：步骤1：判断零件是否适用于本评定方法：从零件图纸上分别获得基准圆柱A、被测圆柱B的关键信息；若被测圆柱B的平行度公差及其相应基准圆柱都采用MMR，而且基准圆柱A的形状公差也采用MMR，则转入步骤2；所述基准圆柱A的关键信息有以下几部分内容：基准圆柱的名义直径d1、基准圆柱的上偏差、下偏差分别为es1、ei1；形状公差应用MMR，形状公差为T1；基准圆柱A的长度L1；所述被测圆柱B的关键信息有以下几部分内容：被测圆柱的名义直径d2；被测圆柱的上偏差、下偏差分别为es2、ei2；平行度公差T2；平行度公差及其对应基准...

【技术特征摘要】
1.一种基于最大实体要求（MMR）圆柱的平行度评定方法,其特征在于，具体步骤如下：步骤1：判断零件是否适用于本评定方法：从零件图纸上分别获得基准圆柱A、被测圆柱B的关键信息；若被测圆柱B的平行度公差及其相应基准圆柱都采用MMR，而且基准圆柱A的形状公差也采用MMR，则转入步骤2；所述基准圆柱A的关键信息有以下几部分内容：基准圆柱的名义直径d1、基准圆柱的上偏差、下偏差分别为es1、ei1；形状公差应用MMR，形状公差为T1；基准圆柱A的长度L1；所述被测圆柱B的关键信息有以下几部分内容：被测圆柱的名义直径d2；被测圆柱的上偏差、下偏差分别为es2、ei2；平行度公差T2；平行度公差及其对应基准都使用MMR；步骤2：判定实际基准圆柱A的尺寸误差和实际被测圆柱B的尺寸误差是否同时合格：首先使用三坐标测量机分别获取实际基准圆柱A和实际被测圆柱B的轮廓上的测点数据集，然后判定实际基准圆柱A和实际被测圆柱B两者的尺寸误差是否同时合格，若两者尺寸误差都合格，则进入步骤3，否则终止本评定方法；步骤3：通过计算，拟合出实际基准圆柱A的拟合圆柱A1，在拟合圆柱A1上建立局部坐标系，并将三坐标测量机测得的实际基准圆柱A和实际被测圆柱B的测点坐标值进行坐标变换，获得实际基准圆柱A和实际被测圆柱B的测点在该局部坐标系中的坐标值；步骤4：将实际基准圆柱A相对于其最大实体实效圆柱A2的空间位置变动量qA作为设计变量，以qA的变动范围作为目标函数的约束条件，并以实际被测圆柱B在不同空间位置时的有定向约束的最小外接圆柱的直径dB,n=f(qA)为目标函数进行优化，通过求解有约束目标优化问题来获得实际被测圆柱B的极限当量尺寸dB,min，其中，实际被测圆柱B的有定向约束的最小外接圆柱：在实际基准圆柱A在其最大实体实效圆柱A2内情况下，以平行于最大实体实效圆柱A2的轴线为轴线、能包容实际被测圆柱B的最大理想包容圆柱；实际被测圆柱B的极限当量直径dB,min：实际基准圆柱A相对于其最大实体实效圆柱A2的空间位置变动的过程中，通过拟合所得的所有有定向约束的最小外接圆柱中最小的那个圆柱的直径；步骤5：通过比较被测圆柱B的最大实体实效尺寸dB和被测圆柱B的极限当量直径dB,min的大小，来判断实际被测孔B的平行度误差的合格性。2.根据权利要求1所述的一种基于最大实体要求（MMR）圆柱的平行度评定方法，其特征是：步骤2中所述实际基准圆柱A和实际被测圆柱B轮廓上的测点坐标值的数据是由三坐标测量机在空间直角坐标系中测得的，这些测点集分别为实际基准圆柱A的测点集{gA,m,0(xA,m,0,yA,m,0,zA,m,0)}，其中，m为实际基准圆柱轮廓上测点的序号，m=1,2,…,M，M为正整数；实际被测圆柱B的测点集{gB,n,0(xB,n,0,yB,n,0,zB,n,0)}，其中，n为实际被测圆柱轮廓上测点的序号，n=1,2,…,N，N为正整数。3.根据权利要求2所述的一种基于最大实体要求（MMR）圆柱的平行度评定方法，其特征是：步骤1：判断零件是否适用于本评定方法：从零件图纸上分别获得基准圆柱A、被测圆柱B的关键信息；若被测圆柱B的平行度公差及其相应基准圆柱都采用MMR，而且基准圆柱A的形状公差也采用MMR，则转入步骤2；所述基准圆柱A的关键信息有以下几部分内容：基准圆柱的名义直径d1、基准圆柱的上偏差、下偏差分别为es1、ei1；形状公差应用MMR，形状公差为T1；基准圆柱A的长度L1；所述被测圆柱B的关键信息有以下几部分内容：被测圆柱的名义直径d2；被测圆柱的上偏差、下偏差分别为es2、ei2；平行度公差T2；平行度公差及其相应基准都标有MM；步骤2：判定实际基准圆柱A的尺寸误差和实际被测圆柱B的尺寸误差是否同时合格：首先使用三坐标测量机分别获取实际基准圆柱A和实际被测圆柱B的轮廓上的测点集，这些测点集分别为实际基准圆柱A的测点集{gA,m,0(xA,m,0,yA,m,0,zA,m,0)}，其中，n为实际基准圆柱轮廓上测点的序号，m=1,2,…,M，M为正整数；实际被测孔B的测点集{gB,n,0(xB,n,0,yB,n,0,zB,n,0)}，其中，n为实际被测圆柱轮廓上测点的序号，n=1,2,…,N，N为正整数；然后判定实际基准圆柱A和实际被测圆柱B两者的尺寸误差是否同时合格，若两者尺寸误差都合格，则进入步骤3，否则终止本评定方法；步骤3：为了计算方便以及降低后续计算的复杂度，需要先将实际基准圆柱的几何中心粗略地移至局部坐标系的坐标原点，即公式1：gA,m1=gA,m,0-(gA,max+gA,min)/2；gA,max、gA,min分别为实际基准圆柱轮廓测点中离坐标原点最远点和最近点的坐标；随着实际基准圆柱的移动，实际被测圆柱的测点坐标值相应的发生变化，其变化后的坐标值为公式2：gB,n,1=gB,n,0-(gA,max+gA,min)/2；然后，经过拟合获得实际基准圆柱的最小外接圆柱A1，并将最小外接圆柱A1的轴线移至局部坐标系的z轴；然后计算目标优化问题1：s.t．解得最优解(x1,min,y1,min,μ1,min,ν1,min)，此时得到实际基准圆柱A的最小外接圆柱A1；将实际基准圆柱轮廓上的测点集{gA,m,1(xA,m,1,yA,m,1,zA,m,1)}代入下式进行坐标变换，m=1,2,…,M；即可得到变换后实际基准圆柱轮廓上的测点集{gA,m(xA,m,yA,m,zA,m)}；将实际被测圆柱轮廓上的测点集{gB,n,1(xB,n,1,yB,n,1,zB,n,1)}代入下式进行坐标变换，n=1,2,…,N；即可得到变换后实际被测圆柱轮廓上的测点集{gB,n(xB,n,yB,n,zB,n)}；步骤4：首先通过公式3：dA=d1+es1+T1，获得基准圆柱A的最大实体实效圆柱A2的直径dA；然后，求解目标优化问题2：s.t．解得实际被测圆柱B的极限当量直径dB,min=mindB,n；步骤5：通过公式4：dB=d2+es2+T2，计算被测孔B的最大实体实效圆柱B2的直径dB；若被测圆柱B的极限当量直径dB,min≤dB，则可判定实际被测圆柱的平行度误差合格，否则得出实际被测圆柱的平行度误差不合格。4.根据权利要求3所述的一种基于最大实体要求（MMR）圆柱的平行度评定方法，其特征是：所述有约束的目标优化问题的求解步骤如下：步骤11：首先初始化种群的参数，这些参数存在以下几方面内容：种群的规模NS、每个个体的长度R、最大进化代数K、交叉概率W、变异概率C；步骤12：定义NS个个体PS,q(PS,q,1,PS,q,2,…,PS,q,r)，每个个体的值与目标优化问题中的可行解（x1,x2,…,xr）具有一一对应的关系，且PS,q,r与xr的具有相同的取值范围；q=1,2,…,NS；r=1,2,…,R；由所有个体构成的集合为{PS,q}；步骤13：按照均匀分布，在PS,q,r取值范围内随机获得NS个个体PS,q；n=1,…，NS；r=1,2,…,R；将PS,q,r的值作为上述目标优化问题中xr的值，计算其目标函数值fq=f(x1,x2,…,xr);q=1,2,…,NS；r=1,2,…,R；记录此时最优目标函数值fmin=minfq，并记录全局最优目标函数值所对应的最优解PS,min，q=1,2,…,NS；步骤14：从上述种群{PS,q}...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁周抗，黄美发，宋励，
申请(专利权)人：桂林电子科技大学，
类型：发明
国别省市：广西,45