[發明專利]基于天牛須搜索算法的空間直線度誤差評定方法

在審

• 申請號: 201810036579.5
• 申請日: 2018-01-15
• 公開（公告）號: CN108319764A
• 公開（公告）日: 2018-07-24
• 發明（設計）人: 王宸;曾又;王生懷
• 申請（專利權）人: 湖北汽車工業學院
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 宜昌市三峽專利事務所 42103
• 代理人: 李登橋

本發明公開了基于天牛須搜索算法的空間直線度誤差評定方法，其特征在于它包括以下步驟：步驟1：確定被測零件，通過三坐標測量機獲取零件的空間直線測量數據；步驟2：建立空間直線度的誤差評定數學模型；步驟3：讀取測點數據，帶入到空間直線度的誤差評定數學模型，對天牛須搜索算法進行初始化；步驟4：天牛須搜索算法迭代求解；步驟5：判斷終止條件，判斷迭代次數是否滿足最大迭代次數，如果滿足，則計算終止，如果沒有滿足，則返回步驟4；步驟6：迭代終止后的適應度函數值即為測點的空間直線度誤差。簡化求解流程，提高空間直線度誤差的評定精度。

技術領域

本發明涉及基于天牛須搜索算法的空間直線度誤差評定方法，屬于機械零部件精度評定方法領域。

背景技術

由于精密制造技術的不斷發展，零件的數字化測量已成為產品全生命周期中的關鍵步驟。在零件的評定要素中，空間直線度作為管類、軸類零件等誤差評定的一項關鍵形位要素，其評定結果的準確性會在很大程度上影響到零件整體的評定結果。在相關的國際標準和國家標準中，直線度誤差評定的主要算法為最小區域法，最小二乘法及智能優化算法等。智能優化算法如遺傳算法、粒子群算法等被應用到空間直線度誤差評定問題中已較為廣泛。但這些算法效果與算法參數選擇關系較大，且計算速度較慢，精度不夠高，算法魯棒性需要進一步加強。因此可通過三坐標等測量工具得到的測點數據，求得較高的空間直線度的評定精度，是機械精密測量領域的一個重要研究方向。

天牛須搜索算法是根據天牛覓食原理設計的。天牛有兩只長須，如果左邊食物氣味大于右邊，則天牛下一步就往左飛，反之亦然。將食物氣味設為函數，天牛的兩個須可以采集附近兩點氣味值，天牛的目的是找到全局氣味值最大的點，仿照天牛行為設計智能優化算法進行高效的函數尋優。因此，將天牛須搜索算法引入到現有的空間直線度誤差評定，提高零部件的評定精度。

發明內容

本發明的目的是針對現有空間直線度評定技術存在的流程復雜及收斂速度過慢等問題，而提供基于天牛須搜索算法的空間直線度誤差評定方法，從而簡化求解流程，提高空間直線度誤差的評定精度。

為了實現上述的技術特征，本發明的目的是這樣實現的：基于天牛須搜索算法的空間直線度誤差評定方法，其特征在于它包括以下步驟：

步驟1：確定被測零件，通過三坐標測量機獲取零件的空間直線測量數據；

步驟2：建立空間直線度的誤差評定數學模型；

步驟3：讀取測點數據，帶入到空間直線度的誤差評定數學模型，對天牛須搜索算法進行初始化；

步驟4：天牛須搜索算法迭代求解；

步驟5：判斷終止條件，判斷迭代次數是否滿足最大迭代次數，如果滿足，則計算終止，如果沒有滿足，則返回步驟4；

步驟6：迭代終止后的適應度函數值即為測點的空間直線度誤差。

所述步驟2中空間直線度的誤差評定數學模型建立過程為：

建立空間直線的點向式參數方程：

點到空間直線的距離公式：

建立空間直線度的誤差評定數學模型：

F＝min(max f(x1，y1，z1，ɑ，b，c)) (3)

式中：(x1，y1，z1)為包容所有測點的理想包容圓柱軸線L上的定點；

(ɑ，b，c)為L在x，y，z方向上的向量參數。