一种自由曲面检测最佳测点数确定方法技术

本发明专利技术旨在提供一种自由曲面检测最佳测点数确定方法，包括以下步骤：设定4组测试方案，进行曲面检测，获得4组形状误差；若4组形状误差均小于形状公差，则增加一组更多测点数的方案作为第5组测试方案；构建灰色预测GM(1,1)模型，预测获得第5组预测形状误差；基于灰色区间范围，判断加工工艺是否存在问题；依据第5组测试方案采用高精度三坐标测量机进行曲面检测，获得第5组形状误差；对比最后两组检测的形状误差之差的绝对值是否小于阙值，若小于阙值，则得到最优自由曲面测点数；否则删除第1组，2

【技术实现步骤摘要】
一种自由曲面检测最佳测点数确定方法


[0001]本专利技术涉及零件测量领域，具体涉及一种自由曲面检测最佳测点数确定方法。

技术介绍

[0002]随着现代技术的高速发展，自由曲面的应用越来越广泛，同时现代制造业对其提出了更高的精度检测要求。曲面的测量精度受很多因素影响，如检测环境、检测方法、采样参数等等。在获取自由曲面加工误差时，因自由曲面的特性，常常需要确定其最优测点数量，现有方法通常采用自由曲面误差模型分析，采用大量的数据比对来确定最优测点数量。传统试验的过程中，为了确定更好的测点数量，往往需要大量的历史数据，容易导致确定较优测点的时间较长、检测效率低。

技术实现思路

[0003]本专利技术旨在提供一种自由曲面检测最佳测点数确定方法，采用灰色预测GM(1,1)模型对形状误差进行预测并检验，以确定产品是否符合设计图纸上的形状公差，避免使用过多的测量点，而是尽可能采用较少的测点数来检测曲面的实际误差，提高检测效率，具有预测性强、准确率高的特点。
[0004]本专利技术的技术方案如下：
[0005]所述的自由曲面检测最佳测点数确定方法，包括以下步骤：
[0006]A、在同种同批加工的曲面零件中任选一个零件作为待测零件，制定点数递增规则，选取第1
‑
4测点数作为测试方案，获得1
‑
4组测试方案；
[0007]B、对1
‑
4组测试方案分别进行曲面检测，获得第1
‑
4组测量数据及第1
‑
4组形状误差；
[0008]C、预设形状公差，将第1
‑
4组形状误差分别与形状公差进行比较，若第1
‑
4组形状误差均小于形状公差，则增加一组更多测点数的方案作为第5组测试方案；
[0009]D、基于1
‑
4组形状误差构建灰色预测GM(1,1)模型，预测获得第5组预测形状误差；
[0010]E、取第4组形状误差及其三倍标准偏差，计算获得灰色区间范围；取第5组预测形状误差与形状公差进行比较，若大于形状公差要求，则进行修改加工工艺后再加工，直至得到满足公差要求；若第5组预测形状误差小于形状公差要求，则确定第5组预测形状误差是否超过灰色区间范围；
[0011]F、若第5组预测形状误差超过灰色区间范围，则删除原第1组测试方案，其余2
‑
5组测试方案，变更为新的第1
‑
4组测试方案，然后加入更多测点数的方案作为新的第5组测试方案，重复步骤B
‑
F；
[0012]若第5组预测形状误差位于灰色区间范围内，则进入步骤G；
[0013]G、依据第5组测试方案采用高精度三坐标测量机进行曲面检测，获得第5组形状误差；若第5组性质误差超过灰色区间范围，删除原第1组测试方案，其余2
‑
5组测试方案，变更为新的第1
‑
4组测试方案，然后加入更多测点数的方案作为新的第5组测试方案，重复步骤
B
‑
G，若实际检测值未超过灰色区间范围，则对比最后两组检测的形状误差之差的绝对值是否小于阙值；
[0014]H、若最后两组检测的形状误差之差的绝对值小于阙值，则输出最后一组的测点数，即得到最优自由曲面测点数；若最后两组检测的形状误差之差的绝对值大于或等于阙值，除原第1组测试方案，其余2
‑
5组测试方案，变更为新的第1
‑
4组测试方案，然后加入更多测点数的方案作为新的第5组测试方案，重复步骤B
‑
H。
[0015]所述的步骤B中，1
‑
4组测试方案的曲面检测方法为：采用高精度三坐标测量机对该待测零件上的曲面区域进行检测。
[0016]所述的步骤C中，形状公差设置为：0.1mm。
[0017]所述的步骤D中，利用灰色模型GM(1,1)的建模计算公式如下：
[0018]创建X
(0)
＝(x
(0)
(1)，x
(0)
(2),x
(0)
(3),x
(0)
(4),)(1)
[0019]其中，x
(0)
(1)，x
(0)
(2),x
(0)
(3),x
(0)
(4)分别代表1
‑
4组形状误差；
[0020]为非负原始数列，进行一次累加计算，生成X
(1)
为X
(0)1‑
AGO序列，
[0021]X
(1)
＝(x
(0)
(1),x
(1)
(2),
…
,x
(1)
(n))，
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(2)
[0022]其中
[0023]对X
(1)
进行紧邻均值生成，得到
[0024]Z
(0)
＝(z
(0)
(2),z
(0)
(3),
…
z
(0)
(n))
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(4)；
[0025]其中
[0026][0027]建立白化微分方程：
[0028][0029]若为参数列，且
[0030][0031]则GM(1，1)模型x
(0)
(k)+az
(1)
(k)＝b的最小二乘法估计参数列满足
[0032][0033]白化方程的解又称为时间相应函数为：
[0034][0035]GM(1,1)模型x
(0)
(k)+az
(1)
(k)＝b的时间相应序列为
[0036][0037]得到：
[0038][0039]所述的步骤E中，灰色区间范围为：[x0(4)
‑
3σ,x0(4)+3σ]，其中X0为第4组形状误差，σ为标准偏差。
[0040]标准偏差σ的计算公式如下：
[0041][0042][0043]其中，X
i
表示第i个测点的综合偏差值，表示所有测点综合偏差的平均值，n表示测点个数。
[0044]所述的步骤G中，阈值设定为第1
‑
4组形状误差的一倍标准偏差，即阈值＝σ。
[0045]所述的测点数的依次递增的规则为：52，82，102，142，182，202，222，252，302，322，352，402。
[0046]本专利技术通过依次递增的测点数作为测试方案，获得1
‑
4组测试数据，进行实际测量后，通过灰色预测GM(1,1)模型预测下一个测量组所对应的形状误差，从而为后续判断是否在灰色区间里面打下基础；然后通过另一核心专利技术点灰色区间，利用了标准偏差的稳定性，进而得到该批次本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自由曲面检测最佳测点数确定方法，其特征在于，包括以下步骤：A、在同种同批加工的曲面零件中任选一个零件作为待测零件，制定点数递增规则，选取第1
‑
4测点数作为测试方案，获得1
‑
4组测试方案；B、对1
‑
4组测试方案分别进行曲面检测，获得第1
‑
4组测量数据及第1
‑
4组形状误差；C、预设形状公差，将第1
‑
4组形状误差分别与形状公差进行比较，若第1
‑
4组形状误差均小于形状公差，则增加一组更多测点数的方案作为第5组测试方案；D、基于1
‑
4组形状误差构建灰色预测GM(1,1)模型，预测获得第5组预测形状误差；E、取第4组形状误差及其三倍标准偏差，计算获得灰色区间范围；取第5组预测形状误差与形状公差进行比较，若大于形状公差要求，则进行修改加工工艺后再加工，直至得到满足公差要求；若第5组预测形状误差小于形状公差要求，则确定第5组预测形状误差是否超过灰色区间范围；F、若第5组预测形状误差超过灰色区间范围，则删除原第1组测试方案，其余2
‑
5组测试方案，变更为新的第1
‑
4组测试方案，然后加入更多测点数的方案作为新的第5组测试方案，重复步骤B
‑
F；若第5组预测形状误差位于灰色区间范围内，则进入步骤G；G、依据第5组测试方案进行曲面检测，获得第5组形状误差；若第5组性质误差超过灰色区间范围，删除原第1组测试方案，其余2
‑
5组测试方案，变更为新的第1
‑
4组测试方案，然后加入更多测点数的方案作为新的第5组测试方案，重复步骤B
‑
G，若实际检测值未超过灰色区间范围，则对比最后两组检测的形状误差之差的绝对值是否小于阙值；H、若最后两组检测的形状误差之差的绝对值小于阙值，则输出最后一组的测点数，即得到最优自由曲面测点数；若最后两组检测的形状误差之差的绝对值大于或等于阙值，除原第1组测试方案，其余2
‑
5组测试方案，变更为新的第1
‑
4组测试方案，然后加入更多测点数的方案作为新的第5组测试方案，重复步骤B
‑
H。2.如权利要求1所述的自由曲面检测最佳测点数确定方法，其特征在于：所述的步骤B、G中，1
‑
4组、第5组测试方案的曲面检测方法为：采用高精度三坐标测量机对该待测零件上的曲面区域进行检测。3.如权利要求1所述的自由曲面检测最佳测点数确定方法，其特征在于：所述的步骤C中，形状公差设置为：0.1mm。4.如权利要求1所述的自由曲面检测最佳测点数确定方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈岳坪，张怡坤，姜阔丰，谢梦敏，
申请(专利权)人：广西科技大学，
类型：发明
国别省市：