[發明專利]一種工件定位誤差自動分析方法

有效

• 申請號: 201410072769.4
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103810348B
• 公開（公告）日: 2017-01-11
• 發明（設計）人: 秦國華;黃華平;葉海潮
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 南昌市平凡知識產權代理事務所36122
• 代理人: 歐陽沁

1.一種工件定位誤差自動分析算法，其特征在于，包括如下步驟：

（1）根據工件與夾具的接觸類型，搜索出從定位點出發，經過接觸點到達對刀點的有向尺寸路徑；

在有向尺寸路徑中，每個矢量環以尺寸L及其矢量角β作為參數描述，記為d=(L,β)；矢量環的方向記為n_L=[cosβ,sinβ]^T；

如果工件與定位元件為平面-平面接觸時，有向尺寸路徑由定位點開始，到達對刀點結束，而定位點為定位基準表面上距離接觸點最遠的端點，此時有限尺寸路徑僅包含一個矢量環

如果工件與定位元件為平面-曲面接觸時，有向尺寸路徑由定位點開始，經過接觸點后，再到對刀點結束，此時定位點為定位基準表面上距離接觸點最遠的端點，這樣有限尺寸路徑包含兩個矢量環與

如果工件與定位元件為曲面-平面接觸時，有向尺寸路徑由定位點開始，再經接觸點到對刀點結束，而對刀點為定位元件工作表面上距離接觸點最遠的端點，此時有限尺寸路徑包含兩個矢量環與

如果工件與定位元件為曲面-曲面接觸時，有向尺寸路徑由定位點開始，經接觸點后到對刀點結束，一般以工件定位基準上的定位點為原點建立坐標系，此時有限尺寸路徑僅包含一個矢量環

（2）如果有向尺寸路徑各個矢量環的參數均為已知量，則利用數學模型δr_c＝|e|δy求解出接觸點位置公差δr_c，然后轉入步驟（4），否則執行步驟（3）；

數學模型中，δy＝[δL^T,δβ^T]^T，e＝[n,R]，其中，為尺寸公差向量，δβ=[δβ1c,δβ2c,...,δβmc]T]]>為角度公差向量，R]]>=[R1c,R2c,...,Rmc]]]>為角度公差系數，Ric=[-Licsinβic,Liccosβis]T]]>(i=1,2,…,m)為第i個角度公差系數。

（3）若該有向尺寸路徑中矢量環存在未知的參變量，則利用封閉的尺寸鏈求解接觸點位置公差；

具體算法流程如下：

S01：連接兩條有向尺寸路徑構成一個包含未知參數矢量環在內的封閉的尺寸鏈；

S02：如果該尺寸鏈中未知的參變量個數小于3，則利用投影法和求導分別求出未知參數，并得到矩陣δY、E、δy、e、P以及p；否則，返回步驟S01，重新構成新的尺寸鏈；

其中：δY為尺寸鏈中已知參數的公差，E為其系數矩陣，且δY=[δl₁,…,δl_i,δα₁,…,δα_n]^T，E=[n₁,…,n_i,R₁,…,R_n]；

δy為有向尺寸路徑中已知參數的公差，e為其系數矩陣，且δy=[δl_u,…,δl_s,δα_u,…,δα_y]^T，e=[n_u…,n_v,R_u,…,R_v]；

P和p分別為尺寸鏈與有向尺寸路徑中未知參數公差的系數矩陣，且如果未知參數僅為角度，則P=[R_i,R_j]，p=[R_s,R_t]；如果未知參數僅為尺寸，則P=[n_i,n_j]，p=[n_s,n_t]；如果未知參數含有角度和尺寸，則P=[n_i,R_j]，p=[n_s,R_t]；

S03：如果尺寸鏈或者其所包含的有向尺寸路徑中，有已知參數與未知參數存在相同的公差，則對步驟S02得到的公差和系數矩陣進行去重去零處理；否則轉入步驟S04；

S04：利用表格法獲得δy向δY轉換的轉換矩陣H；

S05：利用數學模型δr_c＝|eH-pPE|δY求出接觸點的位置公差；

（4）利用定位誤差數學模型求解定位誤差。