一种利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法技术

本申请属于回转体零件圆度评定领域，特别涉及一种利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法。包括：基于回转体零件所在的平面建立二维坐标系，其中，以回转体零件内部的任意一点作为坐标系原点；在回转体零件上确定多个数据点，并获取包容所有数据点的圆度评定区域；将圆度评定区域通过分割线平均划分为N*M个矩形区域，计算分割线的交叉点与各个数据点的距离，得到每个交叉点到数据点的最大距离Rmax以及最小距离Rmin，并确定Rmax

【技术实现步骤摘要】
一种利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法


[0001]本申请属于回转体零件圆度评定领域，特别涉及一种利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法。

技术介绍

[0002]根据ISO/R1101对圆度的定义，是指圆的形状偏离几何圆的程度。其表示方法为：将实际圆夹在两个同心几何圆之间，当两个几何圆的间隔为最小时，用该两几何圆半径之差来表示实际圆的圆度误差。圆度误差是工件工作表面一项重要的质量指标，其大小直接影响装配部件的工作精度和动态性能，必须对工件圆度的制造和检验进行严格控制。对于回转体零件，其横截面轮廓形状，需要与理想几何圆比较才能得出结论，因此该理想圆的寻找成为评价圆度的关键，这使用手工操作很难实现。
[0003]目前，对回转体零件圆度评定的方法有：最小外接圆法、最大内切圆法、最小二乘圆法和最小区域圆法等。最小外接圆法主要用来评定外表面的圆度误差，它是与实际轮廓相接触的最小外接圆作为圆度误差的评定标准，圆度误差值实际上是各点至最小外接圆中心的最大半径与最小半径之差。如图1a所示，以最小外接圆中心作为包容圆的中心，也就是以偏离外接圆的最大偏差来表示圆度误差。最大内切圆法是以与实际轮廓相接触的最大内切圆作为圆度误差的评定基准，圆度误差值为实际轮廓上各点至最大内切圆心的最大半径与最小半径之差。如图1b所示，以最大内切圆中心作为包容圆的中心，也就是以偏离内切圆的最大偏差来表示圆度误差。最小二乘圆法的中心位置和半径是应用最小二乘法原理，实际轮廓上各被测点到该圆径向距离的平方和为最小这个最佳条件来确定的，以该最小二乘圆圆心作为评定基准,画出包容轮廓曲线的两个同心圆，以其半径差为圆度误差。如图1c所示(图中R为最小二乘圆半径)。最小区域圆法是指用两同心圆包容基于仪器坐标的实际测量曲线，且两同心圆与测量曲线应至少有内外交替的4点接触，满足此条件的两同心圆半径差为最小，两圆的圆心为满足最小区域圆条件的零件坐标系原点，如图1d所示。两圆的半径差为被测工件的圆度误差。
[0004]其中最小外接圆法、最大内切圆法、最小二乘圆法没有真正从圆度定义出发，即没有找到半径差最小的两个同心几何圆将实际圆夹住，因此计算将带来一定误差。另外，最小外接圆法和最大内切圆法所评定的圆度误差值较另两种方法偏大，而且评定结果随记录图形的大小和放大倍数不同而有所改变，即数值可能并不唯一。最小二乘圆法在计算机中很容易实现，但是，检测的点数必须是4的倍数，并且其不符合圆度定义。最小区域圆法是符合圆度定义的评定方法。求出包容记录图形且半径差为最小的两个同心圆及其中心的坐标，以此中心作为包容圆的中心。最小区域圆法是不仅可以获得精确的圆度误差评定结果，而且对零件的性质有稳定的约束(通过包边界)，但其不能通过公式计算得到，很难寻找到其理想圆圆心。
[0005]因此，希望有一种技术方案来克服或至少减轻现有技术的至少一个上述缺陷。

技术实现思路

[0006]本申请的目的是提供了一种利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法，以解决现有技术存在的至少一个问题。
[0007]本申请的技术方案是：
[0008]一种利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法，包括：
[0009]步骤一、基于回转体零件所在的平面建立二维坐标系，其中，以所述回转体零件内部的任意一点作为坐标系原点；
[0010]步骤二、在所述回转体零件上确定多个数据点，并获取包容所有所述数据点的圆度评定区域；
[0011]步骤三、将所述圆度评定区域通过分割线平均划分为N*M个矩形区域，计算分割线的交叉点与各个所述数据点的距离，得到每个所述交叉点到所述数据点的最大距离Rmax以及最小距离Rmin，并确定Rmax
‑
Rmin最小的交叉点；
[0012]步骤四、以Rmax
‑
Rmin最小的交叉点周边的交叉点围成的区域作为新的圆度评定区域，返回步骤三进行迭代，直至满足终止迭代条件，其中，最后一轮迭代得到的交叉点的Rmax
‑
Rmin即为所述回转体零件的圆度。
[0013]在本申请的至少一个实施例中，步骤二中，所述回转体零件上的数据点基于以下原则确定：
[0014]在所述回转体零件上确定多个数据点，其中，将各个数据点与步骤一中的坐标系原点连线后，相邻两个连线之间的夹角均相等。
[0015]在本申请的至少一个实施例中，步骤二中，包容所有所述数据点的圆度评定区域根据以下方式获取：
[0016]各个所述数据点的坐标分别为(x1,y1),...,(x
n
,y
n
)，n为数据点个数；
[0017]定义所述圆度评定区域为x＝
‑
l、x＝l、y＝
‑
l、y＝l围成的矩形区域；
[0018]其中：
[0019]l＝max(|x1|,
…
,|x
n
|,|y1|,
…
,|y
n
|)。
[0020]在本申请的至少一个实施例中，步骤三中，M、N均大于3。
[0021]在本申请的至少一个实施例中，M、N均为4。
[0022]在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述终止迭代条件为两次相邻迭代计算得到的圆度值之差小于第一阈值。
[0023]在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述终止迭代条件为两次相邻迭代计算得到的交叉点距离小于第二阈值。
[0024]在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述终止迭代条件为迭代步长小于第三阈值，所述迭代步长为矩形区域的边长。
[0025]在本申请的至少一个实施例中，步骤四中，所述终止迭代条件为迭代步长小于0.000000000001mm。
[0026]专利技术至少存在以下有益技术效果：
[0027]本申请的利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法，可快速使用最小区域圆法计算得到回转体零件的圆度，解决现有技术不能获得圆度误差精确的评定结果问题。
附图说明
[0028]图1是现有技术中的圆度评定方法示意图；
[0029]图2是本申请一个实施方式的初始计算的圆度评定区域划分示意图；
[0030]图3是本申请一个实施方式的第二轮迭代计算的圆度评定区域划分示意图。
具体实施方式
[0031]为使本申请实施的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行更加详细的描述。在附图中，自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本申请，而不能理解为对本申请的限制。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。下面结合附图对本申请的实施例进行详细说明。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法，其特征在于，包括：步骤一、基于回转体零件所在的平面建立二维坐标系，其中，以所述回转体零件内部的任意一点作为坐标系原点；步骤二、在所述回转体零件上确定多个数据点，并获取包容所有所述数据点的圆度评定区域；步骤三、将所述圆度评定区域通过分割线平均划分为N*M个矩形区域，计算分割线的交叉点与各个所述数据点的距离，得到每个所述交叉点到所述数据点的最大距离Rmax以及最小距离Rmin，并确定Rmax
‑
Rmin最小的交叉点；步骤四、以Rmax
‑
Rmin最小的交叉点周边的交叉点围成的区域作为新的圆度评定区域，返回步骤三进行迭代，直至满足终止迭代条件，其中，最后一轮迭代得到的交叉点的Rmax
‑
Rmin即为所述回转体零件的圆度。2.根据权利要求1所述的利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法，其特征在于，步骤二中，所述回转体零件上的数据点基于以下原则确定：在所述回转体零件上确定多个数据点，其中，将各个数据点与步骤一中的坐标系原点连线后，相邻两个连线之间的夹角均相等。3.根据权利要求2所述的利用跳动测量值变步长快速迭代精准评定圆度的方法，其特征在于，步骤二中，包容所有所述数据点的圆度评定区域根据以下方式获取：各个所述数据点的坐标分别为(x1,y1),...,(x
n

【专利技术属性】
技术研发人员：李其建，赵丹丹，王东，曹茂国，洪昊然，王楚君，
申请(专利权)人：中国航发沈阳发动机研究所，
类型：发明
国别省市：