一種復(fù)合位置度誤差評定的方法及裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及機械工程領(lǐng)域，特別涉及一種復(fù)合位置度誤差評定的方法及裝置。
【背景技術(shù)】
[0002] 由于機床夾具、刀具和工藝操作水平等因素的影響，致使機械加工零件表面不可 避免地與理想表面之間存在差異，而為了保證產(chǎn)品的裝配質(zhì)量，需要在裝配前對產(chǎn)品的幾 何誤差進行測量，保證產(chǎn)品的幾何設(shè)計要求。
[0003] 雖然當(dāng)前對于幾何誤差的測量評定有了很多的進展，但對于復(fù)合位置度誤差的評 定仍然是困擾學(xué)者的難題之一，功能性量規(guī)雖然能實現(xiàn)復(fù)合位置度誤差的判定，但其無法 提供復(fù)合位置度誤差的準(zhǔn)確數(shù)值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種復(fù)合位置度誤差評定的方法及裝置，解決現(xiàn) 有技術(shù)無法準(zhǔn)確實現(xiàn)復(fù)合位置度誤差評定的問題。
[0005] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例提供一種復(fù)合位置度誤差評定的方法，包 括：
[0006] 獲取待評定產(chǎn)品的幾何特征信息及復(fù)合位置度誤差設(shè)定信息；
[0007] 根據(jù)所述幾何特征信息，獲取所述待評定產(chǎn)品的功能幾何與基準(zhǔn)幾何的理論約束 信息；
[0008] 根據(jù)所述功能幾何與所述基準(zhǔn)幾何的理論約束信息以及所述復(fù)合位置度誤差設(shè) 定信息，建立所述待評定產(chǎn)品復(fù)合位置度誤差的理論數(shù)學(xué)模型；
[0009] 采用計算幾何的凸包理論，對預(yù)先獲取的所述待評定產(chǎn)品的離散采樣點構(gòu)建三維 凸包；
[0010] 根據(jù)所述三維凸包及所述理論數(shù)學(xué)模型，對所述待評定產(chǎn)品的復(fù)合位置度誤差進 行評定。
[0011] 其中，所述根據(jù)所述功能幾何與所述基準(zhǔn)幾何的理論約束信息以及所述復(fù)合位置 度誤差設(shè)定信息，建立所述待評定產(chǎn)品復(fù)合位置度誤差的理論數(shù)學(xué)模型，包括：
[0012] 根據(jù)所述功能幾何與所述基準(zhǔn)幾何的理論約束信息，以及所述復(fù)合位置度誤差設(shè) 定信息，分別建立所述待評定產(chǎn)品的陣列位置度誤差和形體位置度誤差的理論數(shù)學(xué)模型。
[0013] 其中，所述采用計算幾何的凸包理論，對預(yù)先獲取的所述待評定產(chǎn)品的離散采樣 點構(gòu)建三維凸包，包括：
[0014] 根據(jù)基準(zhǔn)幾何關(guān)聯(lián)的所述待評定產(chǎn)品的離散采樣點，采用計算幾何的凸包理論， 并利用包裹算法構(gòu)建基準(zhǔn)幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包；
[0015] 根據(jù)功能幾何關(guān)聯(lián)的所述待評定產(chǎn)品的離散采樣點，采用計算幾何的凸包理論， 并利用包裹算法構(gòu)建功能幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包。
[0016] 其中，所述根據(jù)所述三維凸包及所述理論數(shù)學(xué)模型，對所述待評定產(chǎn)品的復(fù)合位 置度誤差進行評定，包括：
[0017] 根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包及所述基準(zhǔn)幾何的理論約束信息，構(gòu)建所述基 準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型；
[0018] 根據(jù)所述功能幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包及所述功能幾何的理論約束信息，構(gòu)建所述功 能幾何的數(shù)學(xué)模型；
[0019] 根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型、所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型及所述理論數(shù)學(xué)模型， 采用迭代算法，實現(xiàn)所述復(fù)合位置度誤差的評定。
[0020] 其中，所述根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型、所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型及所述理論 數(shù)學(xué)模型，采用迭代算法，實現(xiàn)所述復(fù)合位置度誤差的評定，包括：
[0021] 根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型、所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型及所述陣列位置度誤差 的理論數(shù)學(xué)模型，采用迭代算法，實現(xiàn)陣列位置度誤差的評定；
[0022] 根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型、所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型及所述形體位置度誤差 的理論數(shù)學(xué)模型，采用迭代算法，實現(xiàn)形體位置度誤差的評定。
[0023] 為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的實施例還提供一種復(fù)合位置度誤差評定的裝置， 包括：
[0024] 第一獲取模塊，用于獲取待評定產(chǎn)品的幾何特征信息及復(fù)合位置度誤差設(shè)定信 息；
[0025] 第二獲取模塊，用于根據(jù)所述幾何特征信息，獲取所述待評定產(chǎn)品的功能幾何與 基準(zhǔn)幾何的理論約束信息；
[0026] 建立模塊，用于根據(jù)所述功能幾何與所述基準(zhǔn)幾何的理論約束信息以及所述復(fù)合 位置度誤差設(shè)定信息，建立所述待評定產(chǎn)品復(fù)合位置度誤差的理論數(shù)學(xué)模型；
[0027] 第一構(gòu)建模塊，用于采用計算幾何的凸包理論，對預(yù)先獲取的所述待評定產(chǎn)品的 離散采樣點構(gòu)建三維凸包；
[0028] 評定模塊，用于根據(jù)所述三維凸包及所述理論數(shù)學(xué)模型，對所述待評定產(chǎn)品的復(fù) 合位置度誤差進行評定。
[0029] 其中，所述建立模塊包括：
[0030] 建立子模塊，用于根據(jù)所述功能幾何與所述基準(zhǔn)幾何的理論約束信息，以及所述 復(fù)合位置度誤差設(shè)定信息，分別建立所述待評定產(chǎn)品的陣列位置度誤差和形體位置度誤差 的理論數(shù)學(xué)模型。
[0031] 其中，所述第一構(gòu)建模塊包括：
[0032] 第一構(gòu)建子模塊，用于根據(jù)基準(zhǔn)幾何關(guān)聯(lián)的所述待評定產(chǎn)品的離散采樣點，采用 計算幾何的凸包理論，并利用包裹算法構(gòu)建基準(zhǔn)幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包；
[0033] 第二構(gòu)建子模塊，用于根據(jù)功能幾何關(guān)聯(lián)的所述待評定產(chǎn)品的離散采樣點，采用 計算幾何的凸包理論，并利用包裹算法構(gòu)建功能幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包。
[0034] 其中，所述評定模塊包括：
[0035] 第二構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包及所述基準(zhǔn)幾何的理論約 束信息，構(gòu)建所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型；
[0036] 第三構(gòu)建模塊，用于根據(jù)所述功能幾何關(guān)聯(lián)的三維凸包及所述功能幾何的理論約 束信息，構(gòu)建所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型；
[0037] 第一評定子模塊，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型、所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型 及所述理論數(shù)學(xué)模型，采用迭代算法，實現(xiàn)所述復(fù)合位置度誤差的評定。
[0038] 其中，所述第一評定子模塊包括：
[0039] 第二評定子模塊，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型、所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型 及所述陣列位置度誤差的理論數(shù)學(xué)模型，采用迭代算法，實現(xiàn)陣列位置度誤差的評定；
[0040] 第三評定子模塊，用于根據(jù)所述基準(zhǔn)幾何的數(shù)學(xué)模型、所述功能幾何的數(shù)學(xué)模型 及所述形體位置度誤差的理論數(shù)學(xué)模型，采用迭代算法，實現(xiàn)形體位置度誤差的評定。
[0041] 本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：
[0042] 本發(fā)明實施例的復(fù)合位置度誤差評定的方法，首先獲取待評定產(chǎn)品的幾何特征信 息及復(fù)合位置度誤差設(shè)定信息；然后根據(jù)幾何特征信息，獲取待評定產(chǎn)品的功能幾何與基 準(zhǔn)幾何的理論約束信息；再根據(jù)功能幾何與基準(zhǔn)幾何的理論約束信息以及復(fù)合位置度誤差 設(shè)定信息，建立待評定產(chǎn)品復(fù)合位置度誤差的理論數(shù)學(xué)模型；然后采用計算幾何的凸包理 論，對預(yù)先獲取的待評定產(chǎn)品的離散采樣點構(gòu)建三維凸包，以對離散采樣點進行篩選；最后 根據(jù)三維凸包及理論數(shù)學(xué)模型，對待評定產(chǎn)品的復(fù)合位置度誤差進行評定。能夠精確地判 定零件是否滿足設(shè)計要求，為高精密裝配奠定了基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0043] 圖1為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的流程圖；
[0044] 圖2為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的一產(chǎn)品的理想設(shè)計模型示意圖；
[0045] 圖3為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的矩形分布的組孔陣列位置度誤差標(biāo)注 示意圖；
[0046] 圖4為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的圓周分布的組孔陣列位置度誤差標(biāo)注 示意圖；
[0047] 圖5為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的陣列位置誤差變動區(qū)域示意圖；
[0048] 圖6為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的矩形分布的組孔形體位置度誤差標(biāo)注 示意圖；
[0049] 圖7為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的圓周分布的組孔形體位置度誤差標(biāo)注 示意圖；
[0050] 圖8為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的矩形分布的組孔形體位置度誤差變動 區(qū)域的示意圖；
[0051] 圖9為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的圓周分布的組孔形體位置度誤差變動 區(qū)域的示意圖；
[0052] 圖10為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的基準(zhǔn)平面擬合示意圖；
[0053] 圖11為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的基準(zhǔn)平面擬合的流程示意圖；
[0054] 圖12為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的被約束自由度的基準(zhǔn)平面擬合示意 圖；
[0055] 圖13為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定方法的形體位置度誤差評定的流程示意圖；
[0056] 圖14為本發(fā)明復(fù)合位置度誤差評定的裝置結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實施方式】
[0057] 為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具 體實施例進行詳細(xì)描述。
[0058]根據(jù)ASME(AmericanSocietyofMechanicalEngineers，美國機械工程師學(xué)會） 中復(fù)合位置度誤差的定義，復(fù)合位置度誤差是各實際要素相互之間或它們相對于一個或多 個基準(zhǔn)位置所允許的變動量，也就是加工后實際存在的位置相對設(shè)計規(guī)定的理想位置所允 許偏離的極限范圍。現(xiàn)有技術(shù)中，隨著CMM(CoordinateMeasuringMachining，坐標(biāo)測量 機）技術(shù)的發(fā)展，使得基于CMM的離散測量點，采用幾何算法實現(xiàn)復(fù)合誤差度誤差評定成為 可能。
[0059]目前，學(xué)者們在復(fù)合位置度誤差計算方面提出了大量的算法。如建立特征擬合的 數(shù)學(xué)模型；采用最小二乘算法實現(xiàn)最小外接圓的擬合；采用最小二乘擬合算法實現(xiàn)圓柱特 征的擬合；在此基礎(chǔ)上對擬合算法進行改進，提取不同擬合算法的共同特征，建立通用的最 小二乘擬合算法的模型；建立最小區(qū)域法的數(shù)學(xué)模型；采用最小區(qū)域法模型實現(xiàn)幾何特征 的擬合；通過對最小區(qū)域法進行改進，獲得幾何特征與解析幾何的內(nèi)在聯(lián)系；采用最小區(qū) 域法對圓特征進行擬合；采用控制關(guān)鍵點實現(xiàn)圓柱特征的擬合；采用計算幾何理論實現(xiàn)幾 何特征的擬合；采用計算幾何的凸包理論實現(xiàn)直線度誤差和圓度誤差的評定；根據(jù)基準(zhǔn)幾 何和功能幾何