[发明专利]一种基于单基准平面的轴孔零件垂直度快速评定方法

说明书

本发明属于精密计量与计算机应用领域，将虚拟量规以数学模型的形式与测量数据相结合来评定孔轴零件的方式，具体涉及一种基于单基准平面的垂直度快速评定方法，由以下步骤组成：1：获取基准平面测点集与被测要素点集，建立特征行向量集和状态元素集；2：获得初始关键序号集；3：建立分析矩阵和分析列向量；4：进行秩分析；5：确定寻优方向；6：求解新关键点，更新测点集坐标；7：判断基准要素评定是否满足合格条件；8：对被测要素点集进行预定位；9：更新实时状态元素集；10：更新被测要素关键序号集；11：建立分析矩阵和分析列向量；12：进行秩分析；13：确定寻优方向；14：求解新关键点，更新测点集坐标；15：进行合格性判断。

技术领域

本发明属于精密计量与计算机应用领域，具体涉及一种稳定、快速、形式简单的基于单基准平面的轴孔类零件垂直度评定方法，可用于基于单基准平面的轴孔类零件垂直度的误差合格性检测和评定，并为加工工艺的改进提供指导。

背景技术

尺寸误差、形位误差（形状误差和位置误差的简称）直接影响产品质量、装配及其使用寿命，快速、准确地计算零件误差，具有重要的意义。基于单基准平面的轴孔类零件垂直度误差指的是与基准平面垂直且包含被测孔轴类零件轴线的最小外接圆柱直径。

第一类，专门的几何评定方法。利用圆柱的几何性质，按照外接圆柱的平移和变形策略，逐步寻找符合国家标准和ISO标准的定义和/或判别条件的最小外接圆柱的直径。这类方法速度较快，但数学模型的形式较复杂，不易于推广。

第二类，凸包或类凸包评定方法。利用凸包的性质构建凸包或类凸包，获取有效测量数据，缩小待评定数据规模，最终通过枚举法取得符合国家标准和ISO标准的定义和/或判别条件的最小外接圆柱的直径。这类方法处理中等规模测点数据时有明显的优势。数据规模较大的场合，也仍然可以通过构建凸包来缩小数据规模。但是，这类方法用于直接评定的效率却已经显得不足了。

第三类，构建线性或非线性的目标优化函数，并采用普通优化方法进行优化求解，目标优化函数的优化值作为最小外接圆柱的直径。这类方法简单易懂，在很多软件中实现了标准解法，因此，易于推广。然而，由于没有加入最小外接圆柱的直径评定的几何特点，而且没有考虑评定任务中数据规模较大这一情况，这类方法普遍效率不高。

第四类，人工智能/生物智能算法。这类方法相较于第三类方法的优势在于分析“具有复杂梯度解析式或没有明显解析式的目标函数”和寻找“全局最优值”。这类方法目前也在很多软件中实现了标准解法，因此，也易于推广。虽然目前这类方法比较火热，但用在最小外接圆柱的直径评定时不太合适。这是因为最小外接圆柱的直径评定的目标函数的梯度是大量简单解析式之和，且零件误差通常较小。因此，可以认为目标函数的“局部最优值”就是“全局最优值”，第四类方法并不存在比第三类方法明显的优势。

第五类，有效集法。有效集法是专门处理大规模规划问题的一种方法，其特点在于在寻优过程中尽量减少对“无效约束”的处理。应用于最小外接圆柱的直径评定时，效率与第一类方法相当，算法成熟度和软件集成度与第三类、第四类方法相当，是目前比较快速、简单的最小内接圆柱的直径评定方法。但是，这种方法对初始值非常敏感，并不是总能稳定地完成几何评定任务。

综上所述，目前的几何评定方法应用于基于单基准平面的轴孔类零件垂直度时，不能同时兼顾稳定、快速和形式简单。

发明内容

本发明的目的是：

本发明针对现有的技术存在的所述问题，提供一种稳定、快速、形式简单的，孔轴零件的基于单基准平面的轴孔类零件垂直度的误差评定方法，评定结果还可以为加工工艺的改进提供指导。

本发明是一种可应用于真空泵的长高颈法兰的垂直度快速误差评定的方法。

本发明采用的方案是：

本发明是在基准平面评定完且合格的基础上，进行基于单基准平面的轴孔零件垂直度评定。