本发明专利技术提供一种产品装配尺寸和形位精度的预测方法及装置，其中方法包括：获得产品装配尺寸和形位精度的设计数据和测量数据；将设计数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差随机向量，将测量数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差确定向量；根据六元偏差随机向量以及六元偏差确定向量，构建产品装配尺寸和形位精度六元偏差统计量模型，并求解模型的均值向量、方差和协方差矩阵；根据六元偏差统计量模型以及产品的装配基准、装配约束，构建产品的装配偏差有向图；并根据装配偏差有向图，实现对产品装配的尺寸和形位精度进行累积；根据产品装配尺寸和形位精度的累积量，对产品的装配精度进行预测。本发明专利技术的方案可以使产品的装配精度的分析更加精确。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械工程领域，特别是指一种产品装配尺寸和形位精度的预测方法及>J-U装直。
技术介绍
产品的装配参数，如尺寸和形位精度，对于公差设计、产品装配精度预测和装配精度保证具有重要意义。产品的尺寸和形位精度表达、尺寸和形位精度的累积，是公差设计、 产品装配精度预测的基础性工作。而现有产品的尺寸和形位的精度表达中，存在以下几个方面的问题(I)产品尺寸和形位精度之间表达的不统一。在目前GPS (产品几何技术规范) 标准中，分别对极限和配合、几何精度的规范与检验作了说明，而没有涉及尺寸和形位精度的综合表达问题，这导致设计阶段产品装配精度校核、装配阶段产品装配精度验证方法的不统一在设计阶段，产品装配精度通常基于尺寸链，只由尺寸精度保证；而在实际装配阶段，产品装配精度由尺寸和形位精度协同保证。设计阶段和装配阶段装配精度验证方法的不统一，可能会带来装配问题。产品尺寸和形位精度的设计参数和测量参数之间表达的不统一。目前，尺寸的设计参数由公称尺寸、上下偏差限进行表达，测量参数由实测尺寸和误差进行表达；形位精度的设计参数由形位精度类型、公差限进行表达，测量参数用测量或拟合形位误差进行表达。 产品尺寸和形位精度的设计参数和测量参数描述的不统一，不利于设计阶段精度设计模型、装配阶段精度验证模型的统一，也不利于尺寸和形位精度的协同累积分析。因此，产品尺寸和形位精度的综合表达，以及尺寸和形位精度的协同累积分析，在数字化制造技术日益发展的今天，显得尤为重要。目前，产品尺寸和形位精度综合表达、产品尺寸和形位精度协同累积分析的研究， 还处于起步阶段。现有技术中，在几何公差建模方面，通常是基于理想几何、轴线、中间平面及其基准的半空间平面表达，将带公差的实体看成是一变动类；通过半空间平面的漂移，构建实体变动的变动域；而公差分析、带公差的零件加工、装配仿真都进一步基于实体变动类实现。在偏差的向量模型方面，通常基于Br印实体表达，将偏差模型解析成基本几何元 MEDG的变动，建立起与实体模型并存的偏差向量和约束几何对模型。然而，偏差漂移模型完全依赖于全新的实体造型系统对尺寸和公差进行表达，在软件实现上，具有很大的局限性。由于目前CAD系统，大都仍然基于理想几何进行实体表达，因此，偏差漂移模型的实用性不强。在产品尺寸或形位精度累积方面，主要有1、尺寸链模型，能有效解决尺寸精度的累积问题，但没有涉及形位精度的协同分析；2、变动几何约束网络模型，首先引入了约束网络的概念，用于考虑形位精度的累积，为形位偏差传递提供了一条有效的途径，但没有考虑偏差的正负累积性的问题；3、状态空间传递模型主要用于第二类装配的装配精度累积，状态空间传递模型的建立，大多基于薄板类零件3-2-1装夹定位方式，其偏差表达和传递模型不具有通用性。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题是提供一种产品装配尺寸和形位精度的预测方法及装置，可以使产品的尺寸和形位精度在设计阶段以及实际装配阶段的表达统一化，有利于提闻广品装配的成功率。为解决上述技术问题，本专利技术的实施例提供一种产品装配尺寸和形位精度的预测方法，包括获得产品装配尺寸和形位精度的设计数据和测量数据；将所述设计数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差随机向量，将所述测量数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差确定向量；根据所述六元偏差随机向量以及六元偏差确定向量，构建产品装配尺寸和形位精度的六元偏差统计量模型，并求解模型的均值向量、方差和协方差矩阵；根据所述六元偏差统计量模型以及产品的装配基准、装配约束，构建产品的装配偏差有向图；根据所述装配偏差有向图，对产品装配尺寸和形位精度进行累积；根据所述产品装配尺寸和形位精度的累积量，对产品的装配精度进行预测。其中，将所述设计数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差随机向量的步骤包括根据功能几何的理想尺寸，求解所述产品功能几何的理想位置和方向表达的六元尺寸向量，记为Dim = ,其中，u, V, w, a , ^ , y为功能几何的理想位置和姿态六元素；根据所述产品的装配尺寸和装配形位精度的设计公差，解析功能几何的变动，构建基于几何变动的六元偏差随机向量，记为Dev = ，其中， Au, Av, Aw, Aa，A ^ , A y分别为功能几何位置和姿态变动的六元素；其中，所述装配形位精度包括产品功能几何的位置精度和方向精度。其中，所述装配形位精度还包括产品功能几何的形状精度；所述形状精度的等效六元偏差随机向量，基于功能几何的几何点采样数据及形状精度的等效六元偏差向量求解算法进行求解。其中，所述将所述测量数据映射至六元偏差确定向量的步骤包括根据被测要素的作用尺寸，求解所述产品被测要素的位置和方向表达的六元尺寸向量，记为Dim= ,其中，11,￥,￥，a , ^ , y为被测要素的理想位置和姿态六元素；根据所述产品装配的尺寸和形位精度测量数据，解析被测要素的变动，构建基于几何变动的六元偏差确定向量，也记为Dev = ，其中，Au， Av, Aw, A a , A ^ ^ , A y分别为被测要素位置和姿态变动的六元素；其中，所述装配形位精度包括产品被测要素的位置精度和方向精度。其中，所述装配形位精度还包括产品被测要素的形状精度；其中，形状精度等效六元偏差确定向量，基于被测要素的几何点测量数据及形状精度的等效六元偏差向量的求解算法，进行求解。其中，所述形状精度的等效六元偏差向量的求解算法包括设定n个采样点或测量点,在产品坐标系中各测量点的坐标记为pk = (xk, yk, zk) (k = I n)产品的平面方程记为F(x,y, z) = c7x+c8y+c9z+c10 = 0有平面拟合方程组Ax = 0其中，权利要求1.一种产品装配尺寸和形位精度的预测方法，其特征在于，包括获得产品装配尺寸和形位精度的设计数据和测量数据；将所述设计数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差随机向量，将所述测量数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差确定向量；根据所述六元偏差随机向量以及六元偏差确定向量，构建产品装配尺寸和形位精度的六元偏差统计量模型，并求解模型的均值向量、方差和协方差矩阵；根据所述六元偏差统计量模型以及产品的装配基准、装配约束，构建产品的装配偏差有向图；根据所述装配偏差有向图，对产品装配尺寸和形位精度进行累积；根据所述产品装配尺寸和形位精度的累积量，对产品的装配精度进行预测。2.根据权利要求I所述的产品装配尺寸和形位精度的预测方法，其特征在于，将所述设计数据映射至用六元统计模型表达的六元偏差随机向量的步骤包括根据功能几何的理想尺寸，求解所述产品功能几何的理想位置和方向表达的六元尺寸向量，记为Dim= ,其中，11,￥,￥，a , ^ , y为功能几何的理想位置和姿态六元素；根据所述产品的装配尺寸和装配形位精度的设计公差，解析功能几何的变动，构建基于几何变动的六元偏差随机向量，记为Dev = ，其中，Au， Av, Aw, A a , A ^ , A y分别为功能几何位置和姿态变动的六元素；其中，所述装配形位精度包括产品功能几何的位置精度和方向精度。3.根据权利要求2所述的产品装配尺寸和形位精度的预测方法，其特征在于，所述装配形位精度还包括产品功能几何的形状精度；所述形状精度的等效六元偏本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：刘检华，宁汝新，刘伟东，蒋科，任水平，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：
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