[發明專利]一種基于蒙特卡洛的最小實體要求下直線度測量方法

在審

• 申請號: 202110716076.4
• 申請日: 2021-06-28
• 公開（公告）號: CN113483720A
• 公開（公告）日: 2021-10-08
• 發明（設計）人: 黃美發;茍國秋;梁健偉
• 申請（專利權）人: 桂林電子科技大學
• 主分類號: G01B21/22
• 分類號: G01B21/22;G01B21/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種快速、穩定地標注有直線度公差應用LMR的圓柱體零件檢測時最佳測量點數推理方法，其特征在于，具體步驟如下：

步驟1：研究零件加工時懸臂裝夾方式下其加工對尺寸誤差的影響，分析切削加工時主切削力(F_c)和背切削力(F_p)的作用下圓柱類零件彎曲變形，假設零件初始直徑為D、長度為L和理論切削深度為d_p，在零件端面構建一個局部坐標系，Z軸與零件軸線重合，加工后零件實際直徑大于公稱直徑，其實際直徑，其中δ_ux、δ_uy分別表示車刀在X、Y方向的變形量，δ_my和δ_wy、δ_mx和δ_wx分別表示在主切削力(F_c)和背切削力(F_p)作用下引起工件、夾具變形造成的誤差量；

步驟1結束后進行步驟2；

步驟2：假設圓柱體零件的截面上有N(N≥3)個測點，共有J個截面，

在步驟1的尺寸誤差形貌變化的基礎上，對被測要素應用LMR直線度公差的零件進行直線度度誤差形貌分析，假設徑向圓柱體截面j(j=1, 2, ..., J)上某一點，其實際直徑等于公稱直徑加上允許的誤差值，根據LMR公差原則，尺寸誤差補償直線度公差，則直線度公差的允許值變大，假設零件進行系列測點，計算第j個測點實際直徑為,其中，d為公稱直徑，x_j為0~1內的隨機變量，所有的x_j集合服從正態分布：,為x_i的隨機均值，d_w,j為第j個測點的實際直徑；

然后，當一次測量隨機變量x_j相對于到達下極限值(x_j,m)時，其實際直徑達到極小值(，其實際直徑公式變為，同理，當一次測量隨機變量x_j相對于到達上極限值(x_j,M)時，則實際直徑為極大值，公式變為；

然后，當時，一次測量不超出的概率為99.73％，由于,則，所以徑向截面上某個測量點的實際直徑，從而得到標注有直線度誤差應用LMR時，實際零件的形貌變化函數；

步驟2后進入步驟3；

步驟3：假設被測圓柱體提取點的誤差在Z軸方向上是線性的，在X、Y方向分別由三個尺度的軸向誤差和徑向誤差合成，根據步驟2求出圓柱體的直線度誤差形貌變化函數，模擬實際被測圓柱體的所有截面的所有測點{Q_j,n|Q_j,n=(x_j,n, y_j,n, z_j,n)^T；j=1, 2, ..., J；n=1,2, ..., N(N≥3)}作為提取組成要素--被測圓柱體表面，產生測點的模擬函數如下公式：

其中，j為截面序號，n為每個截面上的測點序號，R是被測軸段半徑，t₁是測量截面位置的不確定度，是被測軸段長度， 分別表示截面在三個坐標方向上的誤差尺度的隨機誤差系數，服從正態分布，i(i=1,2,3)表示三個誤差尺度的幅值和頻率系數；

步驟3結束進入步驟4；

步驟4: 被測要素應用LMR直線度誤差評定；根據步驟3得到的零件模擬測點集{Q_j,n}，采用直線度誤差評定算法進行評定，得到零件的極限當量尺寸，直到組序j=M時計算得到I個截面的M組測點集的極限當量尺寸平均值的變化量；

步驟4結束后進入步驟5；

步驟5：由于測點模擬基于“直線度誤差評定的結果服從正態分布”這一理論，設計判斷條件：極限當量尺寸平均值的變化量小于0.001mm時，模擬測點符合所要求大樣本條件，且直線度誤差服從正態分布，執行步驟6，否則返回步驟2，直到符合判斷條件；

步驟5結束后進入步驟6；

步驟6：步驟5完成之后，計算極限當量尺寸平均值與其測量指標的差值，即測量誤差，比較：測量誤差與測量允差，當測量誤差大于等于測量允差時，輸出最后得到的最佳截面個數；否則增加截面個數再返回到步驟2，循環迭代直到符合判斷條件。