[发明专利]基于图形表示空间尺寸链公差分析方法

摘要

本发明公开了一种基于图形表示空间尺寸链公差分析方法，该方法能够达到计算通用性和提高计算效率的目的；该方法的步骤为：根据装配体或零件设计图确定尺寸链的封闭环的组成；根据装配体的零件之间的相互关系或装配体的零件结构确定尺寸链的组成；按照尺寸链类型依次对每一个尺寸的尺寸参数进行提取并设置尺寸链信息；基于所设置的尺寸链信息调用MATLAB编程的算法，计算封闭环的参数集合；从所述封闭环的尺寸参数集合中查找尺寸参数的最大值Max和最小值Min，得到封闭环的变化区间[Min，Max]并输出。

主权项

1.一种基于图形表示空间尺寸链公差分析方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：1)、根据装配体或零件设计图确定尺寸链的封闭环的组成；2)、根据装配体的零件之间的相互关系或装配体的零件结构确定尺寸链的组成；3)、按照尺寸链类型依次对每一个尺寸的尺寸参数进行提取并设置尺寸链信息；对于第i个尺寸，若该尺寸在XOY平面投影，则所要提取的尺寸参数包括基本长度l_i、长度上偏差l_ui、长度下偏差l_di、尺寸与Z轴的正向夹角θ_i，θ_i的上偏差θ_ui、θ_i的下偏差θ_di、尺寸在XOY平面投影与X轴的夹角的上偏差的下偏差若该尺寸在YOZ平面投影，则所要提取的尺寸参数包括基本长度l_i、长度上偏差l_ui、长度下偏差l_di、尺寸与X轴的正向夹角的上偏差的下偏差尺寸在YOZ平面投影与Y轴的夹角θ_i、θ_i的上偏差θ_ui、θ_i的下偏差θ_di；若该尺寸在ZOX平面投影，则所要提取的尺寸参数包括基本长度l_i、长度上偏差l_ui、长度下偏差l_di、尺寸与Y轴的正向夹角的上偏差的下偏差尺寸在ZOX平面投影与Z轴的夹角θ_i、θ_i的上偏差θ_ui、θ_i的下偏差θ_di；采用C++设计尺寸链信息界面，通过该界面对所提取尺寸参数进行相关尺寸链信息的设置；4)、基于所设置的尺寸链信息调用MATLAB编程的算法，计算封闭环的参数集合；具体算法流程如下：S01：获取三维尺寸链中的尺寸数量n，初始化i＝1，控制变量K＝0，设置type的类型为type1、type2和type3，其中，type2表示第一个过渡尺寸的未知参数类型，type1表示第二个过渡尺寸的未知参数类型，type3表示封闭环的未知参数类型；初始化type1＝0，type2＝0，type3＝0；S02：获取三维尺寸链中第i个尺寸信息；S03：判断第i个尺寸是否是封闭环尺寸或过渡尺寸，若是，则转至步骤S04，否则转至步骤S10；S04：判断第i个尺寸是否是封闭环尺寸，若是，则转至步骤S05，否则转至步骤S06；S05：将第i个尺寸即当前封闭环尺寸的尺寸信息l_i、θ_i和记为l_c、θ_c和根据封闭环尺寸的尺寸信息中的未知参数类型设置type3的值，并记录该封闭环的已知参数，具体为：若未知参数为l_c，则设置type3＝1并记录参数θ_c和若未知参数为θ_c，则设置type3＝2并记录参数l_c和若未知参数为则设置type3＝3并记录参数l_c和θ_c；记录完毕转至步骤S12；S06：K自增1；S07：判断K是否小于2，若是，则转至步骤S08，否则转至步骤S09；S08：将第i个尺寸即当前过渡尺寸r的尺寸信息l_i、θ_i和记为l_i、θ_i和根据过渡尺寸r的尺寸信息中的未知参数类型设置type2的值，并记录该过渡尺寸的已知参数，具体为：若未知参数为l_r，则设置type2＝1并记录参数θ_r和若未知参数为θ_r，则设置type2＝2并记录参数l_r和若未知参数为则设置type2＝3并记录参数l_r和θ_r；记录完毕转至步骤S12；S09：将第i个尺寸即当前过渡尺寸u的尺寸信息l_i、θ_i和记为l_u、θ_u和根据过渡尺寸u的尺寸信息中的未知参数类型设置type1的值，并记录该过渡尺寸的已知参数，具体为：若未知参数为l_u，则设置type1＝1并记录参数θ_u和若未知参数为θ_u，则设置type1＝2并记录参数l_u和若未知参数为则设置type1＝3并记录参数l_u和θ_u；记录完毕转至步骤S12；S10：确定每一个尺寸向坐标系投影类型，并相应地设置Q的值，具体为：若尺寸为向Z轴和XOY面投影，则设置Q＝1；若尺寸为向Y轴和ZOX面投影，则设置Q＝2；若尺寸为向X轴和YOZ面投影，则设置Q＝3；S11：假设尺寸链前i-1个尺寸形成公差图形端点集合为D_(i-1)k(X_(i-1)k，Y_(i-1)k，Z_(i-1)k)}，i＝2，...，n；k＝1，2，...，8，k表示公差图形端点序号，取X_1k、Y_1k、Z_1k均为0，若第i-1个尺寸为封闭环或过渡尺寸，则提取与第i-1个尺寸最接近的已知的第x个尺寸，将第x个尺寸对应的D_xk的数赋值给D_(i-1)k{(X_(i-1)k，Y_(i-1)k，Z_(i-1)k)}，根据Q的值计算第i个尺寸与前i-1个尺寸形成公差图形端点的直角坐标集合D_ik{(X_ik，Y_ik，Z_ik)}，具体为：当Q＝1时，计算公式如下：当Q＝2时，计算公式如下：当Q＝3时，计算公式如下：计算完毕转至步骤S12；S12：i自增1；S13：判断i是否小于或等于n，若是，则转至步骤S02，否则转至步骤S14；S14：根据type的类型和该type的类型的值，提取已记录的相应的已知参数，根据该已知参数，代入构造的表达式(25)，形成具有多个未知数的封闭环表达式；根据坐标集合D_nk{(X_nk，Y_nk，Z_nk)}，即将D_n1～D_n7依次代入下式，调用matlab中solve函数求解所构造的封闭环表达式，得到封闭环的尺寸参数集合并输出，转至步骤S15；其中，f(X)是尺寸链向x轴的投影，f(Y)是尺寸链向y轴的投影，f(Z)是尺寸链向z轴的投影；S15：计算结束；5)、从所述封闭环的尺寸参数集合中查找尺寸参数的最大值Max和最小值Min，得到封闭环的变化区间[Min，Max]并输出。