一种基于最小区域的零件圆柱度误差评定方法技术

本发明专利技术公布了一种基于最小区域的零件圆柱度误差评定方法，该方法首先测量并获取被测圆柱面上测点坐标；然后给出圆柱的初始参数，查询被测要素与误差包容区域接触的测点，剔除无效接触点，在保持包容区域与有效接触点接触的条件下，根据测点的相对位置，对包容区域进行平移变动、旋转变动或尺寸变动，计算包容区域的变动量，并查询下一个接触点。然后再根据需要剔除无效接触点，再对包容区域进行变动……直到满足判别准则，输出圆柱度误差以及圆柱参数的最优值。本发明专利技术可准确计算出满足最小区域的圆柱度误差及圆柱参数最优值。

【技术实现步骤摘要】

【技术保护点】
一种基于最小区域的零件圆柱度误差评定方法，其特征是包括如下步骤：步骤1：将被测圆柱置于测量平台上，在测量空间直角坐标系中测量并获取圆柱表面上的测点pi(xi,yi,zi)，其中i=1,2,…,n，n代表测点数目且为正整数；所有测点pi(xi,yi,zi)形成测点集{pi}；步骤2：随机给出圆柱的参数，即圆柱轴线L的方向矢量VC；并对步骤1所得测点pi(xi,yi,zi)进行坐标系的变换，使坐标系z轴正向平行于圆柱轴线L的方向矢量VC，测点pi(xi,yi,zi)坐标变换后，忽略测点的z坐标，得到测点坐标Pi(Xi,Yi)；所有测点Pi(Xi,Yi)形成测点集{Pi}；步骤3：在测点集{Pi}中的任意取出3个测点，并计算3个测点组成三角形的外接圆的圆心OR，作为迭代的初始值；步骤4：依次计算测点集{Pi}中各测点到圆心OR的距离；并分别记录测点集{Pi}中各测点到圆心OR的最大距离和最小距离所对应的测点，所记录的最小距离对应的测点形成误差包容区域的低值接触点集合，所记录的最大距离对应的测点形成误差包容区域的高值接触点集合；步骤5：判断误差包容区域的低值接触点集合中是否只有1个低值接触点；如果低值接触点的数量为1，则该低值接触点为低值有效接触点，此时包容区域平移的方向矢量VT等于圆心OR坐标减去低值有效接触点坐标；首先计算测点Pi和低值有效接触点连线的垂直中分线，然后计算中分线与过圆心OR且方向矢量为VT的直线的交点，即为包容区域平移变动到内边界与Pi接触时虚拟圆心的位置Oi；遍历所有的非接触点，计算对应的Oi，并计算Oi到圆心OR的距离，所有非接触点对应的|OROi|组成集合{|OROi|}；在集合{|OROi|}中，剔除VT与OROi异向的元素，然后查询集合中的最小值，即为包容区域的平移变动量S；通过包容区域移动量S以及移动方向矢量VT，重新计算圆心的坐标OR，并转到步骤4；如果低值接触点的数量大于1，则跳转到步骤6；步骤6：判断误差包容区域的低值接触点集合中低值接触点的数量是否等于2；如果低值接触点的数量为2，则这2个低值接触点为低值有效接触点；此时还需对高值接触点集合中的高值接触点进行判断，若高值接触点集合中有1个高值接触点则该高值接触点为高值有效接触点；若有2个或2个以上的高值接触点，则判断这些高值接触点是否分布在2个低值接触点连线的两侧，若满足则跳转到步骤10，否则查询高值接触点中距离低值有效 接触点连线最近的高值接触点，即为有效高值接触点，计算包容区域的平移变动方向VT，等于低值接触点连线的中点到圆心OR的矢量方向移动，调整VT，计算其中1个有效低值接触点到有效高值接触点的方向矢量V“，若V“与VT的点积小于0，则将?VT赋值给VT；跳转到步骤8；如果低值接触点的数量大于2，跳转到步骤7；步骤7：判断误差包容区域的低值接触点集合中是否能找到2个低值接触点，满足高值接触点集合中的高值接触点和其余的低值接触点分别分布在这2个低值接触点连线的两侧；如果能够找到满足上述条件的2个低值接触点，则查寻到的这2个低值接触点为有效接触点，应用步骤6中低值接触点的数量为2的方法，查询高值接触点集合中的有效高值接触点，并计算包容区域的平移变动矢量VT；如果不能找到满足上述条件的2个低值接触点，则跳转到步骤10；步骤8：分别连接测点集{Pi}中的低值有效接触点与所有非接触测点，并分别求解其垂直平分线，计算垂直平分线与过圆心OR且方向矢量为VT的直线的交点集合然后，分别连接测点集{Pi}中的高值有效接触点与所有非接触测点，并分别求解其垂直平分线，计算垂直平分线与过圆心OR且方向矢量为VT的直线的交点集合步骤9：分别确定包容区域变动到与测点集{Pi}中各个非接触点接触时圆心Oi坐标；若则圆心Oi坐标取否则，圆心Oi坐标取遍历所有的非接触点，计算各个非接触点对应的Oi坐标，并计算Oi到OR的距离|OROi|，得到集合{|OROi|}；在集合{|OROi|}中，剔除VT与OROi异向的对应元素，然后计算集合{|OROi|}中的最小值，最小值即为包容区域的变动量S；通过变动量S及VT，重新计算圆心OR的坐标，然后跳转到步骤4；步骤10：进行与步骤2中相逆的坐标变换，将测点坐标还原到原始值，并分别计算圆心OR变换后的坐标P0C；其中坐标P0C为圆柱轴线L上的一点，根据该坐标P0C和步骤2中给出的圆柱轴线L的方向矢量VC，即可确定圆柱轴线L；步骤11：依次计算实际圆柱上即测点集{pi}中的各个测点到圆柱轴线L的距离；并分别记录测点集{pi}中各测点到...

【技术特征摘要】

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