一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法包括如下步骤:在所测柴油机孔系上等距选择各孔截面，在所选截面上的点均匀选取n个点作为圆拟合点，并记录其空间坐标；基于排列组合方法得到组圆拟合点集合；拟合得到个最小二乘圆；得到拟合点和个最小二乘圆圆心间的距离，得到误差ε

【技术实现步骤摘要】
一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法


[0001]本专利技术涉及孔同轴度的离线测量方法，尤其涉及一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法。

技术介绍

[0002]大型柴油机作为各类大型机械的主要动力装置，其造价昂贵，结构复杂，一旦发生故障，则可能导致工期延误甚至会发生事故，从而给企业造成巨大的损失。柴油机上孔系众多，若孔同轴度的测量值发生较大的偏差从而导致误判，则可能会影响到柴油机在使用过程中的性能及可靠性。
[0003]孔的圆心拟合精度直接影响了孔的同轴度测量精度，现有技术多以最小二乘法进行孔的圆心拟合，但使用最小二乘法时易受干扰点的影响，而使得拟合的圆心发生较大的偏差，由此导致所测得的孔同轴度与实际同轴度之间存在着较大的误差。
[0004]因此，亟待解决上述问题。

技术实现思路

[0005]专利技术目的：本专利技术的目的提供一种避免了最小二乘法拟合圆心时易受到干扰点影响的问题，获得了孔截面的高精度圆心从而提高了孔同轴度测量的精度的基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法。
[0006]本专利技术公开了一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法，包括如下步骤：
[0007](1)、在所测柴油机孔系上等距选择各孔截面，在所选截面上的点均匀选取n个点作为圆拟合点，并记录其空间坐标；
[0008](2)、基于排列组合方法，将所取的n个圆拟合点以每r个一组得到组圆拟合点集合；
[0009](3)、基于最小二乘法及所得组圆拟合点集合，拟合得到个最小二乘圆；
[0010](4)、依次计算所选n个圆拟合点同拟合得到的个最小二乘圆圆心之间的距离，并将该距离与所对应的最小二乘圆半径间的差值ε
ji
作为第j个圆拟合点同所验证的第i个最小二乘圆之间的误差；
[0011](5)、定义一许用误差值为μ，统计n个圆拟合点中同所验证的最小二乘圆之间的满足误差ε
ji
≤μ要求的圆拟合点个数，以满足误差需求的点的个数作为排序指标，将满足误差需求的点的个数最多的最小二乘圆所对应的圆心作为所测孔截面圆的圆心；
[0012]若个数相同，则以满足ε
ji
≤μ要求的误差的平均值的大小作为优选依据进行二次排序，将误差平均值最小的圆心作为所测孔截面圆的圆心；
[0013](6)、将所测孔首末两个截面圆的圆心连线作为所测孔的基准轴线，计算其余孔圆心截面圆的圆心同基准轴线间的距离为γ
k
，再根据距离γ
k
得到曲轴孔的同轴度。
[0014]其中，所述步骤(3)中个最小二乘圆对应的圆曲线方程可表示为：
[0015](x
‑
x
i
)2+(y
‑
y
i
)2＝R
i2
[0016]其中(x
i
,y
i
)为所拟合的第i个最小二乘圆圆心在XOY面上的投影坐标，R
i
为第i个最小二乘圆对应的半径值，
[0017]优选地，所述步骤(4)中误差ε
ji
可表示为：
[0018][0019]其中(x
j
,y
j
)为圆拟合点的在XOY面上的投影坐标，j＝1,2,3,
…
,n。
[0020]再者，所述步骤(6)中所测孔的基准轴线表示为：
[0021](x
‑
x
s
)/(x
m
‑
x
s
)＝(y
‑
y
s
)/(y
m
‑
y
s
)＝(z
‑
z
s
)/(z
m
‑
z
s
)
[0022]其中(x
s
,y
s
,z
s
)为孔首截面圆的圆心坐标，(x
m
,y
m
,z
m
)为孔末截面圆的圆心坐标。
[0023]进一步，所述步骤(6)中曲轴孔的同轴度可表示为：f＝2max{γ
k
}。
[0024]有益效果：与现有技术相比，本专利技术具有以下显著优点：本专利技术对孔截面上所选取的圆拟合点进行随机组合，并基于所得到的圆拟合点组合，通过最小二乘法拟合得到一系列的离散圆心作为圆心候选，根据选取的圆拟合点对多重圆心候选点的精度进行评判并将精度最高的圆心候选点作为孔截面的真实圆心，将传统方法所得到的单一选择圆心转变成了多重选择圆心，避免了最小二乘法拟合圆心时易受到干扰点影响的问题，获得了孔截面的高精度圆心，从而提高了孔同轴度测量的精度。
附图说明
[0025]图1为本专利技术中某型船用柴油机机体的结构示意图；
[0026]图2为本专利技术中最小二乘法拟合圆心示意图；
[0027]图3为本专利技术中孔同轴度示意图。
具体实施方式
[0028]下面结合附图对本专利技术的技术方案作进一步说明。
[0029]如图1和图2所示，一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法，包括如下步骤：
[0030]1、一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法，包括如下步骤：
[0031](1)、在所测柴油机孔系上等距选择各孔截面，在所选截面上的点均匀选取n个点作为圆拟合点，并记录其空间坐标；
[0032](2)、基于排列组合方法，将所取的n个圆拟合点以每r个一组得到组圆拟合点集合；
[0033](3)、基于最小二乘法及所得组圆拟合点集合，拟合得到个最小二乘圆；个最小二乘圆对应的圆曲线方程可表示为：
[0034](x
‑
x
i
)2+(y
‑
y
i
)2＝R
i2
[0035]其中(x
i
,y
i
)为所拟合的第i个最小二乘圆圆心在XOY面上的投影坐标，R
i
为第i个最小二乘圆对应的半径值，
[0036](4)、依次计算所选n个圆拟合点同拟合得到的个最小二乘圆圆心之间的距离，并将该距离与所对应的最小二乘圆半径间的差值ε
ji
作为第j个圆拟合点同所验证的第i个最小二乘圆之间的误差；误差ε
ji
可表示为：
[0037][0038]其中(x
j
,y
j
)为圆拟合点的在XOY面上的投影坐标，j＝1,2,3,
…
,n；
[0039](5)、定义一许用误差值为μ，统计n个圆拟合点中同所验证的最小二乘圆之间的满足误差ε
ji
≤μ要求的圆拟合点个数，以满足误差需求的点的个数作为排序指标，将满足误差需求的点的个数最多本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)、在所测柴油机孔系上等距选择各孔截面，在所选截面上的点均匀选取n个点作为圆拟合点，并记录其空间坐标；(2)、基于排列组合方法，将所取的n个圆拟合点以每r个一组得到组圆拟合点集合；(3)、基于最小二乘法及所得组圆拟合点集合，拟合得到个最小二乘圆；(4)、依次计算所选n个圆拟合点同拟合得到的个最小二乘圆圆心之间的距离，并将该距离与所对应的最小二乘圆半径间的差值ε
ji
作为第j个圆拟合点同所验证的第i个最小二乘圆之间的误差；(5)、定义一许用误差值为μ，统计n个圆拟合点中同所验证的最小二乘圆之间的满足误差ε
ji
≤μ要求的圆拟合点个数，以满足误差需求的点的个数作为排序指标，将满足误差需求的点的个数最多的最小二乘圆所对应的圆心作为所测孔截面圆的圆心；若个数相同，则以满足ε
ji
≤μ要求的误差的平均值的大小作为优选依据进行二次排序，将误差平均值最小的圆心作为所测孔截面圆的圆心；(6)、将所测孔首末两个截面圆的圆心连线作为所测孔的基准轴线，计算其余孔圆心截面圆的圆心同基准轴线间的距离为γ
k
，再根据距离γ
k
得到曲轴孔的同轴度。2.根据权利要求1所述的一种基于多重优选的大型柴油机孔系同轴度的测量方法，其特征在于，所述步骤(3)中个最小二乘圆对应的圆曲线方程可表示为：(x
‑
x
i
)2+(y
‑
y
i
)2＝R
i2
其中(x
i
,...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙丽，杨威斌，周宏根，景旭文，李国超，冯丰，曹利平，杨武刚，田锐敏，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：