[发明专利]一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法

摘要

本发明涉及一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法，该方法首先获取被测零件的几何设计参数并判断其同轴度公差是否能用本方法评定，然后获取实际被测零件的测量数据并初步评价被测圆柱体和基准圆柱体的合格性，然后将实际被测圆柱体和实际基准圆柱体的测量数据进行拟合并计算其相对姿态，然后计算实际基准圆柱体相对其最小实体边界的姿态的变动域，然后计算实际被测圆柱体对于基准圆柱体最小实体边界的最小同轴度误差，最后根据被测圆柱体的同轴度公差要求判断实际被测零件是否合格。

主权项

根据权利要求3所述的一种基于最小实体状态的同轴度快速评定方法，其特征是：步骤1：获取被测圆柱体Cb、基准圆柱体CA及它们之间的几何设计参数；如果被测圆柱体Cb的同轴度公差及基准圆柱体CA都有最小实体要求，并且基准圆柱体CA只有尺寸公差——可以应用包容原则，那么跳转到步骤2，否则结束本快速评定方法，并给出结论“被测圆柱体的同轴度公差不能用本方法评定”；所述的被测圆柱体Cb的几何设计参数包括是孔要素还是轴要素、名义直径Db、名义长度Lb、轴的上偏差esb或孔的上偏差ESb、轴的下偏差eib或孔的下偏差EIb、同轴度公差Tb, AL, coa、同轴度公差是否标注最小实体要求、同轴度公差的基准圆柱体CA是否标注最小实体状态；所述的基准圆柱体CA的几何设计参数包括：是孔要素还是轴要素、名义直径DA、名义长度LA、轴的上偏差esA或孔的上偏差ESA、轴的下偏差eiA或孔的下偏差EIA、尺寸公差是否应用包容原则、其它几何公差；所述的被测圆柱体Cb与基准圆柱体CA之间的几何设计参数是被测圆柱体Cb的几何中心与基准圆柱体CA的几何中心之间的名义距离LAb；步骤2：在三坐标测量机上测量并获取实际被测圆柱体Cb、实际基准圆柱体CA的测量数据，包括以下四个测点数据集：实际基准圆柱体CA的两个测点Pmeasure, A, under, 1、Pmeasure,A,under,2分别在实际基准圆柱体CA的两个底面上，两个测点的测点数据pmeasure, A, under, 1 (xmeasure, A, under, 1, ymeasure, A, under, 1, zmeasure, A, under, 1)、pmeasure, A, under, 2 (xmeasure, A, under, 2, ymeasure, A, under, 2, zmeasure, A, under, 2)形成测点数据集{pmeasure, A, under, i}，i=1, 2；实际基准圆柱体CA的侧面上的测点P measure, A, n的测点数据pmeasure, A, n(xmeasure, A, n, ymeasure, A, n, zmeasure, A, n)，n=1, 2 … N，N为测点数目且为大于6的正整数，所有的测点数据pmeasure, A, n(xmeasure, A, n, ymeasure, A, n, zmeasure, A, n)形成测点数据集{pmeasure, A, n}；实际被测圆柱体Cb的两个测点Pmeasure, b, under, 1、Pmeasure,b,under,2分别在实际被测圆柱体Cb的两个底面上，两个测点的测点数据pmeasure, b, under, 1 (xmeasure, b, under, 1, ymeasure, b, under, 1, zmeasure, b, under, 1)、pmeasure, b, under, 2 (xmeasure, b, under, 2, ymeasure, b, under, 2, zmeasure, b, under, 2)形成测点数据集{pmeasure, b, under, j}，j=1, 2；实际被测圆柱体Cb的侧面上的测点Pmeasure, b, m的测点数据pmeasure, b, m(xmeasure, b, m, ymeasure, b, m, zmeasure, b, m)，m=1, 2 … M，M为测点数目且为大于6的正整数，所有的测点数据pmeasure, b, m(xmeasure, b,  m, ymeasure, b, m, zmeasure, b, m)形成测点数据集{pmeasure, b, m}；评价实际基准圆柱体CA和实际被测圆柱体Cb的尺寸误差是否合格，如果上述误差都合格，跳转到步骤3，否则结束本快速评定方法，并给出结论“实际基准圆柱体CA和/或实际被测圆柱体Cb的其它误差不合格”；步骤3：计算pmeasure, A, under, 1/2=( pmeasure, A, under, 1+ pmeasure, A, under, 2)/2；将步骤2中获取的四个测点数据集进行坐标变换，得到四个粗略平移数据集{p10, A, under, i(x10, A, under, i, y10, A, under, i, z10, A, under, i)| p10, A, under, i = pmeasure, A, under, i ‑pmeasure, A, under, 1/2，i=1, 2}、{p10, A, n(x10, A, n, y10, A, n, z10, A, n)| p10, A, n = pmeasure, A, n ‑pmeasure, A, under, 1/2，n=1, 2 … N }、{ p10, b, under, j(x10, b, under, j, y10, b, under, j, z10, b, under, j)| p10, b, under, j = pmeasure, b, under, j ‑pmeasure, A, under, 1/2，，j=1, 2}、{ p10, b, m(x10, b, m, y10, b, m, z10, b, m)| p10, b, m = pmeasure, b, m ‑pmeasure, A, under, 1/2，m=1, 2 … M }；计算p10, b, under, 1/2(x10, b, under, 1/2, y10, b, under, 1/2, z10, b, under, 1/2)=( p10, b, under, 1+ p10, b, under, 2)/2；解目标优化问题10：求解：s.t.解得实际基准圆柱体CA的初步拟合圆柱体CCA0的直径dA0=|min d10, A|和相应的最优解(x10,min, y10,min, α10,min, β10,min)；将数据集{ p0, A, n(x0, A, n, y0, A, n, z0, A, n)}进行如下坐标变换，n=1, 2 … N：得到实际基准圆柱所有测点的初步转换坐标集{ p10, A, n(x10, A, n, y10, A, n, z10, A, n)}；将数据集{ p0, b, m(x0, b, m, y0, b, m, z0, b, m)}进行如下坐标变换，m=1, 2 … M：得到实际被测圆柱所有测点的初步转换坐标集{ p10, b, m(x10, b, m, y10, b, m, z10, b, m)}；当基准圆柱体是轴时，解目标优化问题1：s.t.实际基准圆柱体CA的拟合圆柱体CCA的直径dA=|min d1, A|和相应的最优解(x0,min, y0,min, α0,min, β0,min)；将粗略平移数据集{ p10, b, m(x10, b, m, y10, b, m, z10, b, m)}进行如下坐标变换，m=1, 2 … M：得到实际被测圆柱所有测点相对于实际基准圆柱体的坐标集{ pb, m(xb, m, yb, m, zb, m)}；当基准圆柱体是孔时，将数据集{ p10, b, m}的元素的值赋给坐标集{ pb, m}，实际基准圆柱体CA的拟合圆柱体CCA的直径dA=dA0；解目标优化问题2：s.t. 解得实际被测圆柱体拟合圆柱体CCb的直径db=|min d1, b|和对应的(dx0,b,A, dy0,b,A, 0)、(drx0,b,A, dry0,b,A, 0)的值(dxb,A, dyb,A, 0)、( drxb,A, dryb,A, 0)，圆柱体CCb相对于圆柱体CCA的三维空间姿态vb, A = (dxb,A, dyb,A, 0, drxb,A, dryb,A, 0)；步骤4：计算基准圆柱体CA最小实体边界圆柱体CCAL的直径DAL，当基准圆柱体CA是轴时，DAL = DA + eiA；当基准圆柱体CA是孔时，DAL = DA + ESA；计算圆柱体CCA相对于圆柱体CCAL的三维空间姿态vA的变动域ΩdvA={ vA(dxA, dyA, 0, drxA, dryA, 0)| (dxA ± 0.5LAdryA)2 + ( ‑dyA± 0.5LAdrxA)2 ≤ 0.25(DAL ‑ dA)2}；步骤5：解目标优化问题3：s.t.解得圆柱体CCb相对于圆柱体CCAL的最小同轴度误差tb, AL, coa, MIN=min tb, AL, coa；步骤6：计算被测圆柱体Cb的最小实体实效尺寸：当被测圆柱体Cb是轴时，DbLV = Db + eib ‑Tb, AL, coa；当被测圆柱体Cb是孔时，DbLV = Db + ESb +Tb, AL, coa；计算实际被测圆柱体Cb相对于基准圆柱体CA的最小实体边界CCAL的同轴度动态公差Tb, AL, coa,Act =| DbLV ‑ db|；如果tb, AL, coa, MIN ≤ Tb, AL, coa,Act，那么给出结论“实际被测圆柱体Cb的同轴度误差合格”，否则给出结论“实际被测圆柱体Cb的同轴度误差不合格”。