[发明专利]基于极角二分法搜索寻优圆周等分孔位置度的评定方法

说明书

本发明公开了一种基于极角二分法搜索寻优圆周等分孔位置度的评定方法，通过对测量装置获取的原始位置信息进行处理，拟合得到零件实际孔心位置，计算确定各孔的初始极角差和满足位置度误差要求前提下可旋转的角度范围，利用二分法搜索寻优，在圆周等分孔在切向偏移方向不确定的情况下，无需进行切向基准选择，均能迅速准确得到各等分孔满足最小条件原则的最优的位置度误差，同时整个寻优过程处理数据量小，大大提高了计算效率。

技术领域

本发明属于加工精度检测技术领域，具体涉及一种基于极角二分法搜索寻优圆周等分孔位置度的评定方法。

背景技术

在机械加工行业，许多零部件通常分布有圆周等分孔组，圆周等分孔的位置度误差对零件的装配和使用寿命有直接影响。为了保证装配互换性，圆周孔系一般需要加工的非常精密，圆周孔组各孔之间的相互位置精度、孔组相对于基准的位置精度都必须满足相关的要求。在零件的加工过程中，圆周等分孔组不可避免的会出现位置度误差，其位置误差通常有三方面：其一是圆周各孔均匀分布误差，对应切向误差；其二是分布圆半径误差，对应径向误差；其三是孔的轴心线应与端面垂直。

目前对孔组位置度误差的测量方法有两种。一种是用综合量规测量，通过专用量规进行工件合格性判断，简单且易操作，检验迅速，但是此方法只能评价工件是否合格，不能测得位置度误差的准确数值，而且对处于合格边界的零件容易造成误判。另一种方法是用三坐标测量机测量，其能精确测量出孔组的位置坐标信息，得到其径向误差和切向误差，通过计算求出其位置度误差。三坐标测量机测量精度较高，准确性强，但测量节拍较长，适合对零件的线下抽检。

国家标准Gb1958-80规定的测量过程为：首先确定测量基准，然后任选圆周等分孔中的一个孔作为辅助基准，即视此孔切向误差为零，然后通过一定测量手段得到其他各孔的实际位置，计算出圆周各孔的位置度。极坐标法计算位置度是以基准要素的中心为坐标原点，任选一孔以其中心与座标原点的连线作为角向定位基准，通过计算确定各孔的实际孔心相对于基准的径向误差和切向误差两项误差的矢量和求得其位置度误差。此方法存在一定的不准确性，因为辅助基准孔选择不同，得到的位置度也不同，所得结果也并非各孔实际最佳的位置度，容易产生误判。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种适应性强、准确度高、数据量少、可迅速寻优的圆周等分孔组位置度的评定算法，提高测量精度和重复性精度，通过自行编写程序，应用于专用位置度测量仪或辅助三坐标测量机进行位置度评定。

本发明采用以下技术方案：

一种基于极角二分法搜索寻优圆周等分孔位置度的评定方法，包括以下步骤：

S1、对m个圆周等分孔进行编号，根据圆周等分孔的理想孔心坐标信息建立坐标系，并计算理想孔心距R；

S2、对被测孔和基准孔进行传感器布置，通过采集的数据拟合实际孔心坐标，计算圆周各孔与基准孔之间的孔心距；

S3、将实际孔心多边形平移，使实际拟合得到的基准孔心与理想基准中心重合，并得到各孔心平移后的孔心坐标，计算i孔实际孔心坐标相对i孔理想孔心的偏移距离f，即i孔位置度的一半，然后计算i孔实际孔心线和理想孔心线的极角差θ_i；

S4、计算步骤S3中实际孔心线和理想孔心线夹角在满足位置度误差要求的前提下能够旋转的角度β_i，得到实际孔心多边形可旋转的角度范围；

S5、对步骤S4得到的角度范围，分别计算旋转最大角度、最小角度和二分平分角所对应的位置度误差，利对三组位置度误差筛选，找出符合最小条件原则的一组位置度误差，判断位置度误差是否达到精度要求，若精度不满足要求，继续下面步骤；

S6、重新确定实际孔心多边形可旋转最优位置度误差所在的角度范围，重复步骤S5，得到圆周等分孔组满足最小条件原则的最优的位置度误差值，完成位置度评定。