基于最大实体要求(MMR)孔的平行度快速评定方法技术

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）孔的平行度快速评定方法，可以评定基准是孔、被测要素是孔的情况。本发明专利技术包含以下步骤：步骤1，判断零件是否在本评定方法的评定范围内；步骤2，通过三坐标测量机获取实际被测孔和实际基准孔的测点数据；步骤3，用待测零件的测点构造多个参数矩阵，来描述待测零件的几何误差；步骤3.1，决定分析基准段还是被测段；步骤3.2，融合基准段和被测段的参数矩阵；步骤4，加入一个关键点；步骤5，用关键点集构造分析矩阵；步骤6，对分析矩阵进行分析，决定是否继续寻优，并决定寻优策略；步骤7，计算寻优方向；步骤8，决定是否产生新的关键点，需要的话产生一个新的关键点，并更新部分参数矩阵；步骤9，计算并判断待测零件的基于最大实体要求的平行度是否合格。

【技术实现步骤摘要】
基于最大实体要求(MMR)孔的平行度快速评定方法
本专利技术属于精密计量与计算机应用领域，具体涉及一种基于最大实体要求（MMR）孔的平行度快速评定方法，可用于被测孔中心线的平行度公差及其基准要素同时应用MMR时产品平行度误差合格性的评定。
技术介绍
定向误差是反映零件加工质量的一项重要参数。零件在加工过程中所产生的定向误差直接影响着产品的装配精度和使用寿命。正确快速地评定零件的定向误差，对提高零件的生产效率、缩短产品生命周期和降低产品检测成本具有十分重要的意义。公差原则体现了尺寸公差与形位公差之间关系。使用不同的公差原则，可以满足不同特殊的功能要求，例如MMR可以在满足零件可装配性的情况下使用。当零件的基准应用最大实体要求时，允许基准相对于基准的实效边界浮动，即相当于增大了被测要素的几何公差值，从而达到提高零件合格率的目的。然而，目前还未有有效的数学评定方法对零件的定向公差及其基准皆应用最大实体要求时的定向公差的合格性进行评定。国家标准GB/T16671-2009中给出了当被测孔中心线的平行度公差及其对应基准要素皆应用MMR时的一些约束，约束如下：1、被测孔和基准孔的最大实体状态；2、被测孔和基准孔的局部尺寸范围；3、处于最大实体状态下被测孔的中心线与处于最大实体状态下基准孔的中心线的方向之间的联系。当被测孔中心线的平行度公差应用MMR，但其基准要素没有应用MMR时检验被测孔的平行度公差是否合格的方法在精密计量与计算机应用领域可以通过三坐标测量机获得被测孔及基准孔上的测点，然后计算被测孔的中心线相对于其基准孔中心线的平行度误差，并评定被测孔中心线的平行度是否合格。但是还没有数学方法来检验当被测孔中心线的平行度公差及其基准要素同时应用MMR时产品平行度误差合格性。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是给出了一种基于最大实体要求（MMR）孔的平行度快速评定方法，该方法可以完成对被测孔的中心线平行度公差及其基准要素皆应用MMR时产品的平行度误差的合格性的检验，并且可以将其拓展到其它的被测要素的定向公差及其基准要素同时应用MMR时零件定向误差的合格性评定中。为了使本专利技术操作方便，并考虑到形状公差对零件总误差的影响，本专利技术具体化为：步骤1：判断零件是否在本评定方法的评定范围内。获取被测孔B、基准孔A的关键设计参数；若被测孔B的平行度公差及其基准皆应用MMR，且基准孔A的形状公差也应用MMR，那么可以进入步骤2，否则终止本评定方法，并给出结论“本评定方法不能评定零件被测孔的平行度公差”。所述被测孔B的关键设计参数包含以下内容：名义直径DB1、被测孔的上偏差ESB和下偏差EIB、平行度公差Tcoa、平行度公差及其基准皆标有MMR。所述基准孔A的关键设计参数包含以下内容：名义直径DA1、基准孔的上偏差ESA和下偏差EIA、形状公差是否应用MMR，形状公差为TA、基准孔A的深度为LA、基准孔的中心轴与被测孔的中心轴距离为S。步骤2：用三坐标测量机测得实际被测孔B和实际基准孔A的测点数据，包含下面两个测点数据集：一个为实际基准孔A的测点数据集{pn},其中，n为实际基准孔上测点的编号，n=1,2,…,N，且N为正整数；并根据{pn}建立特征行向量集{An}、边界元素集{bn}和状态元素集{tn}；另一个为实际被测孔B的测点数据集{pm}，其中，m为实际被测孔上测点的编号，m=1,2,…,M，且M为正整数；并根据{pm}建立特征行向量集{Am}、边界元素集{bm}和状态元素集{tm}；其中：，所有的状态元素tn的集合为状态元素集{tn}；pn={xn,yn,zn}是测点n的空间直角坐标，并且基准孔的孔线接近坐标系的z孔，基准孔的两个底面的中心平面接近坐标系的XOY平面；An=([Nx,n,Ny,n,-znNy,n,znNx,n,0,0,0,0])/tn，是一个特征行向量，所有的特征行向量An的集合为特征行向量集{An}；,Nx,n为基准孔X方向的收缩向量；,Ny,n为基准孔Y方向的收缩向量；bn=b，是一个大于0的实数，所有的边界元素bn的集合为边界元素集{bn}；pm={xm,ym,zm}是测点m的空间直角坐标；，所有的状态元素tm的集合为测点状态元素集{tm}；Am=([Nx,m,Ny,m,-zmNy,m,zmNx,m,xmNy,m-ymNx,m,-Nx,m,-Ny,m,-xmNy,m+ymNx,m]])/tm，是一个被测特征行向量，所有的被测特征行向量Am的集合为被测特征行向量集{Am}；,Nx,m为被测孔X方向的收缩向量；,Ny,m为被测孔Y方向的收缩向量。步骤3.1：判断是否在下一步将被测孔测点加入到评定中。如果被测孔测点尚未加入测点集{pn}，并且2mintn≥DA，那么进行步骤3.2，否则，进行步骤4。DA的计算方法如下：基准孔没有标注几何公差时，DA=DA1+EIA；基准孔标注有几何公差和最大实体要求时，DA=DA1+EIA-TA。其中：DA是基准孔的最大实体实效尺寸。步骤3.2：将被测孔测点集{pm，1}加入测点集{pn}中，并扩充特征行向量集{An}、边界元素集{bn}，其中：扩充测点集{pn}，当n=m=N+1,N+2,N+3…N+M时，pn=pm，1；扩充特征行向量集{An}，当n=m=N+1,N+2,N+3…N+M时，An=Am，1；扩充和更新边界元素集{bn}，当n=1,2,3…N时，bn=0；当n=N+1,N+2,N+3…N+M时，bn=b，b是一个大于0的实数；所有的边界元素bn的集合更新为边界元素集{bn}。步骤4：将一个关键点的测点序号加入到关键点集{l}中。如果未进行过步骤8，那么，取状态元素集{tn}的最小值tmin对应的测点pl1为关键点，并将其测点序号l1加入到关键点集{l}中；之后，如果步骤8产生了一个关键点pl2，那么，关键点pl2将取代测点pl1，其测点序号l2加入到关键点集{l}中；之后，如果被测孔测点集{pm，1}首次加入到测点集{pn}中，那么，取m=N+1,N+2,N+3…N+M时的被测状态元素集{tm}的最大值tmmax对应的测点pl3为关键点，关键点pl3将取代测点pl1或pl2，其测点序号l3加入到关键点集{l}中。步骤5：根据关键点集{l}建立分析矩阵A和分析列向量b，其中：A=[…,ApT,…,AqT,…]T，是个L行4列的矩阵，L为关键点集{l}中的元素个数，p,q等为关键点集{l}中的元素；b=[…,bp,…,bq,…]T，是个L行的列向量。步骤6：对分析矩阵A及增广分析矩阵[A,b]进行秩分析。计算分析矩阵A的秩rA=rank(A)，增广分析矩阵[A,b]的秩rAb=rank（[A,b]），并比较rA和rAb本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于最大实体要求(MMR)孔的平行度快速评定方法，其特征在于，由以下步骤组成：/n步骤1：判断零件是否在本评定方法的评定范围内。获取被测孔B、基准孔A的关键设计参数；若被测孔B的平行度公差及其基准皆应用MMR，且基准孔A的形状公差也应用MMR，那么可以进入步骤2，否则终止本评定方法，并给出结论“本评定方法不能评定零件被测孔的平行度公差”。/n所述被测孔B的关键设计参数包含以下内容：名义直径

【技术特征摘要】
1.基于最大实体要求(MMR)孔的平行度快速评定方法，其特征在于，由以下步骤组成：
步骤1：判断零件是否在本评定方法的评定范围内。获取被测孔B、基准孔A的关键设计参数；若被测孔B的平行度公差及其基准皆应用MMR，且基准孔A的形状公差也应用MMR，那么可以进入步骤2，否则终止本评定方法，并给出结论“本评定方法不能评定零件被测孔的平行度公差”。
所述被测孔B的关键设计参数包含以下内容：名义直径DB1、被测孔的上偏差ESB和下偏差EIB、平行度公差Tcoa、平行度公差及其基准皆标有MMR。
所述基准孔A的关键设计参数包含以下内容：名义直径DA1、基准孔的上偏差ESA和下偏差EIA、形状公差是否应用MMR，形状公差为TA、基准孔A的深度为LA、基准孔的中心轴与被测孔的中心轴距离为S。
步骤2：用三坐标测量机测得实际被测孔B和实际基准孔A的测点数据，包含下面两个测点数据集：
一个为实际基准孔A的测点数据集{pn},其中，n为实际基准孔上测点的编号，n=1,2,…,N，且N为正整数；并根据{pn}建立特征行向量集{An}、边界元素集{bn}和状态元素集{tn}；另一个为实际被测孔B的测点数据集{pm}，其中，m为实际被测孔上测点的编号，m=1,2,…,M，且M为正整数；并根据{pm}建立特征行向量集{Am}、边界元素集{bm}和状态元素集{tm}；其中：

，所有的状态元素tn的集合为状态元素集{tn}；

p

n
={xn,yn,zn}是测点n的空间直角坐标，并且基准孔的孔线接近坐标系的z孔，基准孔的两个底面的中心平面接近坐标系的XOY平面；

A

n
=([Nx,n,Ny,n,-znNy,n,znNx,n,0,0,0,0])/tn，是一个特征行向量，所有的特征行向量An的集合为特征行向量集{An}；

,Nx,n为基准孔X方向的收缩向量。


,Ny,n为基准孔Y方向的收缩向量。

b

n
=b，是一个大于0的实数，所有的边界元素bn的集合为边界元素集{bn}。

p

m
={xm,ym,zm}是测点m的空间直角坐标；

，所有的状态元素tm的集合为测点状态元素集{tm}；

A

m
=([Nx,m,Ny,m,-zmNy,m,zmNx,m,xmNy,m-ymNx,m,-Nx,m,-Ny,m,-xmNy,m+ymNx,m]])/tm，是一个被测特征行向量，所有的被测特征行向量Am的集合为被测特征行向量集{Am}。

,Nx,m为被测孔X方向的收缩向量。

,Ny,m为被测孔Y方向的收缩向量。
步骤3.1：判断是否在下一步将被测孔测点加入到评定中。
如果被测孔测点尚未加入测点集{pn}，并且2mintn≥DA，那么进行步骤3.2，否则，进行步骤4。

D
A的计算方法如下：基准孔没有标注几何公差时，DA=DA1+EIA；基准孔标注有几何公差和最大实体要求时，DA=DA1+EIA-TA。其中：DA是基准孔的最大实体实效尺寸。
步骤3.2：将被测孔测点集{pm，1}加入测点集{pn}中，并扩充特征行向量集{An}、边界元素集{bn}，其中：
扩充测点集{pn}，当n=m=N+1,N+2,N+3…N+M时，pn=pm，1；
扩充特征行向量集{An}，当n=m=N+1,N+2,N+3…N+M时，An=Am，1；
扩充和更新边界元素集{bn}，当n=1,2,3…N时，bn=0；当n=N+1,N+2,N+3…N+M时，bn=b，b是一个大于0的实数；所有的边界元素bn的集合更新为边界元素集{bn}。
步骤4：将一个关键点的测点序号加入到关键点集{l}中。
如果未进行过步骤8，那么，取状态元素集{tn}的最小值tmin对应的测点pl1为关键点，并将其测点序号l1加入到关键点集{l}中；
之后，如果步骤8产生了一个关键点pl2，那么，关键点pl2将取代测点pl1，其测点序号l2加入到关键点集{l}中；
之后，如果被测孔测点集{pm，1}首次加入到测点集{pn}中，那么，取m=N+1,N+2,N+3…N+M时的被测状态元素集{tm}的最大值tmmax对应的测点pl3为关键点，关键点pl3将取代测点pl1或pl2，其测点序号l3加入到关键点集{l}中。
步骤5：根据关键点集{l}建立分析矩阵A和分析列向量b，其中：

A=[…,ApT,…,AqT,…]T，是个L行4列的矩阵，L为关键点集{l}中的元素个数，p,q等为关键点集{l}中的元素；

b=[…,bp,…,bq,…]T，是个L行的列向量。
步骤6：对分析矩阵A及增广...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁国臻，黄美发，唐哲敏，
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