一种计算圆锥体零件作用尺寸的方法技术

一种计算圆锥体零件作用尺寸的方法，该方法首先测量并获取被测圆锥面上测点坐标；然后给出圆锥的初始参数，查询被测要素与误差包容区域接触的测点，根据接触点的数量与坐标，对误差包容区域进行相应平移变动、旋转变动或尺寸变动，计算包容区域的变动量，依次找到满足作用表面判别准则的接触点。本发明专利技术可准确计算出圆锥度误差最优值及圆锥作用尺寸最优值。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种计算圆锥体零件作用尺寸的方法，用于计算最大内接尺寸，其特征在于，具体步骤如下：步骤1：将被测圆锥置于测量平台上，在测量空间直角坐标系中测量并获取圆锥表面上的测点????????????????????????????????????????????????，其中=1,?2,…,?n，n代表测点数目且为大于6正整数；所有测点形成测点集；随机给出圆锥的初始参数，包括圆锥的锥顶坐标、圆锥轴线的方向矢量和半锥角为；其中矢量方向为由圆锥小端指向大端；设定计算误差允许值；步骤2：应用下式，依次计算各个测点到圆锥面的距离，其中，所有测点对应组成集合；记录对应的测点，所记录的测点形成误差包容区域的接触点集合；步骤3：判断误差包容区域的接触点集合中是否只含有1个接触点；如果接触点的数量等于1，该接触点为有效接触点，则此时包容区域的旋转变动的方向矢量等于锥顶到接触点的矢量与的叉乘，然后跳转到步骤6；如果接触点的数量不等于1，则跳转到步骤4；步骤4：判断误差包容区域的接触点集合中是否只含有2个接触点；如果接触点的数量等于2，则2个接触点均为有效接触点，设有效接触点为、，此时包容区域的旋转变动的方向矢量等于的角平分面的法向矢量，跳转到步骤6；如果接触点的数量不等于2，跳转到步骤5；步骤5：将接触点、锥顶投影在垂直于轴线的任一平面上，计算接触点投影相对于锥顶投影的相位角，同时对相位角进行排序，计算前后两个相位角之差；如果相位角的差值小于90度，则跳转到步骤7；如果相位角的差值大于90度，查询最大相位角差值对应的2个接触点，即为有效接触点，执行步骤6；步骤6：连接其中1个有效接触点和，再连接其中1个非接触测点和，计算由两条直线组成夹角的角平分面，然后计算过且法向矢量为的平面，并计算与的交线，交线即为包容区域变动到与该非接触测点接触时的轴线，最后计算变动后的圆锥半锥角；遍历所有的非接触测点，依次计算包容区域变动到与各个非接触测点接触时的圆锥半锥角，所有的非接触测点对应的组成集合，在集合中剔除比小的元素，并在集合查询最小值，即为包容区域的变动量，并查询集合中最小值对应的圆锥轴线的方向矢量，将赋值给；步骤7：判断误差包容区域的接触点集合中接触点的数量是否等于3；如果接触点的数量不等于3，跳转到步骤4；如果接触点的数量等于3，设3个接触点为、、，则对3个接触点、、进行的坐标转换，使圆锥轴线的方向矢量与z轴正向平行同向，对3个接触点按其z轴坐标进行由小到大的排序，使、、的z轴坐标递增，则包容区域旋转的方向矢量等于；确定包容区域旋转变动量的初始值；步骤8：将包容区域绕旋转角度后，得到变动后圆锥轴线方向矢量，分别以、为锥顶，且以为轴线方向矢量，以为半锥角作2个包容区域的辅助内切圆锥；然后过点作垂直于的截平面，在截平面内，计算过点且与2个截面圆相外切的圆(其圆心记为，其半径设为)，该为圆锥轴线上一点，然后根据和，可以计算出锥顶坐标；然后按照步骤2的方式，依次计算所有非接触测点到圆锥面的距离；如果<0，说明包容区域变动量过大，将赋值给；如果0，表示变动量过小，将赋值给；判断是否小于误差允许值；如果小于误差允许值，表示搜索到下一个接触点，将赋值给，将赋值给，跳转到步骤2；如果大于等于误差允许值，重复执行步骤8；步骤9：判断误差包容区域的接触点集合中接触点的数量是否等于4；如果接触点的数量不等于4，跳转到步骤11；如果接触点的数量等于4，给出包容区域沿反向变动的变动量的初始值；步骤10：计算包容区域的锥顶沿反向平移后的坐标值；设接触点坐标为，则每个接触点均满足下式；以锥顶的z坐标、为已知量，这样就建立了四元非线性方程组，可以计算、、、；然后按照步骤2的方式，依次计算所有非接触测点到圆锥面的距离；如果<0，说明包容区域变动量过大，将赋值给；如果0，表示变动量过小，将赋值给；判断是否小于误差允许值；如果小于误差允许值，则表示搜索到下一个接触点，跳转到步骤2；如果大于等于误差允许值，则重复步骤10；步骤11：判断误差包容区域的接触点集合中接触点的数量是否等于5；如果接触点的数量不等于5，跳转到步骤13；如果接触点的数量等于5，给出包容区域沿反向变动的变动量的初始值；步骤12：计算包容区域的锥顶沿反向平移后的坐标值，然后以锥顶的z坐标为已知量，、、、、为未知量建立五元非线性方程组，通过计算可以得出包容区域的基本参数；然后按照步骤10的方法调整；判断是否小于误差允许值；如果小于误差允许值，表示搜索到下一个接触点，跳转到步骤2；如果大于等于误差允许值，重复步骤12；步骤13：判断误差包容...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈磊磊，钟艳茹，黄美发，宫文峰，范凯，
申请(专利权)人：陈磊磊，
类型：发明
国别省市：