专利名称：一种无基准轮廓度零件的测量与计算方法
技术领域：
本发明涉及几何量计量方法，特别提供了一种无基准轮廓度零件的测量与计算方法。
背景技术：
线轮廓度和面轮廓度是两种比较特殊的形位公差项目。国家标准规定了 14项形位公差中其它12项形位公差，可以泾渭分明地归类为形位公差(四项)和位置公差(八项)，而线、面轮廓度公差，却同时具备形状公差和位置公差胡特性。但由于轮廓的形状复杂不是单一的直线或圆弧，在评定时又要符合被测实际要素对其理想要素的最大变坳量为最小，所以计算是轮廓度评价的难题。而对于线轮廓度公差和面轮廓度公差，当被测要素与基准无关时，它们是形状公差，即它们只控制单一被测要素的形状误差，线轮廓度公差要求被测要素位于距离为给定值的两等距曲线之间。以往，在无基准轮廓度的检测与评价时，一般都是采用放大图的方法来检测，用样膏做被测零件的形状模型后与公差带图比较，这属于间接测量。

发明内容
本发明的目的是为了实现直接精密的测量，特提供了一种无基准轮廓度零件的测量与计算方法。随着航空发动机零件的精密加工和装配的精度要求越来越高，需要与之相适应的精密检测技术。对无基准轮廓度的检测采用直接测量，使用三坐标测量机的扫描功能进行被测要素的型面扫描，然后通过计算来评价轮廓度。依据国家标准中有关轮廓度的评价原则与轮廓度计算的最终目标值，来进行测量与计算评价检测结果。按国家标准要求，形状误差是被测实际要数对其理想要素的形状进行比较而确定的。被测实际要素与其理想要素进行比较时，理想要素的位置不同，所反映的变动零也不同，因此如何确定理想要素的方位十分重要。理想要素的方位十分重要。理想要素的位置应按最小条件来确定。最小条件是指被测实际要素的最大偏离量为最小时的状态。本发明提供了一种无基准轮廓度零件的测量与计算方法，其特征在于所述的无基准轮廓度零件的测量与计算方法如下首先，给定扫描数据点的初始平移值(ΔΧ、Ay)和旋转角度Δ θ，默认初始值为零，如果扫描数据点与理论型面偏差较大，也可手工给定初始值；然后，对扫描数据点进行平移和旋转，并逐个计算移动后的扫描数据点距理论型面的最小距离Cli并剔除粗大误差点；其次，利用改进后的Levenberg-Marquardt算法迭代求解理论型面对扫描数据点的最小二乘拟合值；最后，评价扫描数据并输出评价结果。几何图形是由直线和圆弧组合而成，因此点到理论型面的最小距离计算可以转化为求解点到基本几何元素的最小距离；
点到直线距离利用三角形面积计算公式计算扫描数据点到直线的最小距离，公式如下其中 (Xi^yi)为数据点坐标、(X1^y1)为直线段起点坐标、(x2、y2)为直线段终点坐标；
权利要求
1. 一种无基准轮廓度零件的测量与计算方法，其特征在于所述的无基准轮廓度零件的测量与计算方法如下首先，给定扫描数据点的初始平移值(Δχ、ΔΥ)和旋转角度△ θ，默认初始值为零，如果扫描数据点与理论型面偏差较大，也可手工给定初始值；然后，对扫描数据点进行平移和旋转，并逐个计算移动后的扫描数据点距理论型面的最小距离Cli并剔除粗大误差点；其次， 利用改进后的Levenberg-Marquardt算法迭代求解理论型面对扫描数据点的最小二乘拟合值；最后，评价扫描数据并输出评价结果；几何图形是由直线和圆弧组合而成，因此点到理论型面的最小距离计算可以转化为求解点到基本几何元素的最小距离； 点到直线距离利用三角形面积计算公式计算扫描数据点到直线的最小距离，公式如下其中(Xi、Yi) 为数据点坐标、(X1^y1)为直线段起点坐标、(x2>y2)为直线段终点坐标； s = 0. 5 (Xi · (Yi-Y2) +Xi · (y2_yi) + · (Yryi))
全文摘要
一种无基准轮廓度零件的测量与计算方法，如下首先，给定扫描数据点的初始平移值(Δx、Δy)和旋转角度Δθ，默认初始值为零，如果扫描数据点与理论型面偏差较大，也可手工给定初始值；然后，对扫描数据点进行平移和旋转，并逐个计算移动后的扫描数据点距理论型面的最小距离di并剔除粗大误差点；其次，利用改进后的Levenberg-Marquardt算法迭代求解理论型面对扫描数据点的最小二乘拟合值；最后，评价扫描数据并输出评价结果。本发明的优点本发明所述的无基准轮廓度零件的测量与计算方法，评价轮廓度时不但能给出具体数值，而且评价结果的精度高、重复性好。计算时可采用编写程序的方式自动实现计算，来提高批量检测效率。
文档编号G01B21/20GK102486371SQ201010573948
公开日2012年6月6日 申请日期2010年12月3日 优先权日2010年12月3日
发明者单纯利, 张露, 李景尧, 王东 申请人:沈阳黎明航空发动机(集团)有限责任公司