专利名称：计量加工件上圆孔的实际尺寸的方法
技术领域：
本发明涉及一种计量圆孔实际尺寸的方法，更具体地说，涉及一种依据由计算机控制的三坐标测量机测量已加工件上圆孔内的点，来计算该圆孔的实际尺寸的方法。
背景技术：
用数控机床加工机械零部件时，常常要求精确地测量出已加工件上的圆孔的实际尺寸，以确定该圆孔的加工是否符合设计要求。目前一般用三坐标测量机(CMM)测量该圆孔内的点坐标，然后将数据传送给计算机，计算机根据传送的数据计算出该圆孔的实际尺寸。目前所采用的方法为直接计算圆孔直径的方法，但这些方法存在一些缺点，例如计算不精确、适用范围窄等。
发明内容
本发明的目的是提供一种依据由计算机控制的三坐标测量机测量已加工件上圆孔点，来计算该圆孔的实际尺寸的计算方法，以弥补现有计算方法的上述不足。
一种计量圆孔实际尺寸的方法，用三坐标测量机测量已加工件上圆孔内的点的坐标输入计算机，并采用下述的计算方法编成计算机程进行计算用N表示三坐标测量机测量已加工件上圆孔内的点的集合；从集合N中任取三点A、B、C，构成一个三角形ABC和三角形ABC的外接圆；如果三角形ABC中有一个内角大于等于90度，则进入第一步，否则进入第二步；第一步三角形ABC中有一个内角，∠ABC大于等于90度，进入步骤1步骤1.如果集合N中的点D落在弧ABC和弦AC之间，则选三角形ADC和它的外接圆；这样一直选到集合N中的点X，使弧AXC和弦AC之间，不再有集合N中的点为止；进入步骤2步骤2.如果集合N中的点E落在弦AC和经过点A的直径之间，包括在弦AC上，则选三角形AXE和它的外接圆，如果集合N中的点落在弧AX和弦AX之间，则对三角形AXE重复步骤1，否则重复步骤2；如果点E落在弦AC和经过点C的直径之间，包括在弦AC上，则选三角形EXC和它的外接圆，如果集合N中的点落在弧XC和弦XC之间，则对三角形EXC重复步骤1，否则重复步骤2；这样一直选到集合N中的点Y，使弧AXY和经过点A的直径之间，和使弧AXY和经过点Y的直径之间不再有集合N中的点为止，进入步骤3步骤3.如果三角形AXY的外接圆内有集合N中的点Z，构成一个三角形AYZ，重新标记该三角形为ACB，则三角形ACB和它的外接圆，进入第二步；如果三角形AXY的外接圆内无集合N中的点，该外接圆上却有集合N中的点，该点不在弧AXY上，在经过点A的直径和经过点Y的直径所夹区间内，包括该区间二端，则三角形AXY的外接圆为所求；算法终止；除上述情况外，其圆外有，则在经过点A的直径和经过点Y的直径所夹区间内，不包括弧AXY那一段外，取距三角形AXY的外接圆圆心最近的集合N中的点Z，构成一个三角形AYZ，重新标记该三角形为ACB，则三角形ACB和它的外接圆，进入第二步第二步三角形ABC中三个内角皆小于90度；如果三角形ABC的外接圆内无集合N中的点，则三角形ABC(或者三角形AXZ)的外接圆为所求，算法终止；如果三角形ABC是由第一步得来的，其外接圆内有集合N中的点F，不妨假设点F在弧AC和弦AC之间，包括在弦AC上，由ABF和FBC分别构成二个三角形，取其中必有一个三个内角皆小于90度的，假设为三角形ABF，对三角形ABF重复第二步；如果三角形ABC不是由第一步得来的，其外接圆内有集合N中的点F，如果点F在三角形ABC的一条边和它所对应的弧之间，包括在边上，由F和三角形的边所构成三角形中必有一个三角形的三个内角分别小于90度的，假设为三角形ABF，对三角形ABF重复第二步；其他情况，有可能生成一个内角大于等于90度的三角形，此时进入第一步，否则进入第二步。
本发明的优点是计算精确、收敛快，能适用三坐标测量机的各种测量情况，应用范围广等。
附图1为本发明的计算方法第一步中的步骤1的示意图。
附图2为本发明的计算方法第一步中的步骤2的示意图。
附图3为本发明的计算方法第一步中的步骤3的示意图。
附图4为本发明的计算方法第二步的示意图。
具体实施例方式
下面以实施例和附图进一步说明本发明。
将三坐标测量机测量已加工件上某圆孔内的点的坐标数据传送到集合N；N＝{(-9.2，3.7)，(-5.5，7.8)，(-2.0，9.5)，(3.0，9.5)，(4.1，8.2)，(8.5，5.2)，(10.5，0.0)，(9.6，-4.4)，(4.8，-10.0)，(-6.0，-9.2)，(-8.6，-6.3)}，集合N中的点顺序用A、D、I、B、X、C、E、Y、F、H、Z表示，见附图1；从集合N中任取三点A、B、C，构成一个三角形ABC和三角形ABC的外接圆O1(如果该外接圆的半径比设计半径小很多或者大很多，则重新选三个点)；三角形ABC中有一个内角∠ABC大于90度，见附图1，进入第一步中的步骤1；有集合N中的点D落在弧ABC和弦AC之间，取三角形ADC和它的外接圆O2；在三角形ADC和它的外接圆O2中，有集合N中的点X，落在弧DC和弦DC之间，取三角形AXC和它的外接圆O3，弧AXC和弦AC之间，不再有集合N中的点；进入第一步中的步骤2；在三角形AXC和它的外接圆O3中(见附图2)有集合N中的点E，落在弦AC和经过点A的直径之间，取三角形AXE和它的外接圆O4；在三角形AXE和它的外接圆O4中，有集合N中的点Y，落在弦AXE和经过点A的直径之间，取三角形AXY和它的外接圆O5，在三角形AXY和它的外接圆O5中，弧AXY和经过点A的直径之间，不再有集合N中的点，进入第一步中的步骤3；在三角形AXY的外接圆内有集合N中的点F，取三角形AXF和三角形AXF的外接圆O6(见附图3)进入第二步中；在三角形AXF中，三个内角皆小于90度；见附图4。三角形AXF的外接圆O6内有集合N中的点Z，由XZF构成的三角形的三个内角皆小于90度，取三角形XZF和它的外接圆O7，重复第二步；三角形XZF的外接圆O7内无集合N中的点，则三角形XZF的外接圆O7为所求；算法终止。
权利要求
1.一种计量加工件上圆孔的实际尺寸的方法，用三坐标测量机测量已加工件上圆孔内的点的坐标输入计算机，并采用下述的计算方法编成计算机程进行计算用N表示三坐标测量机测量已加工件上圆孔内的点的集合；从集合N中任取三点A、B、C，构成一个三角形ABC和三角形ABC的外接圆；如果三角形ABC中有一个内角大于等于90度，则进入第一步，否则进入第二步；第一步三角形ABC中有一个内角，∠ABC大于等于90度，进入步骤1步骤1.如果集合N中的点D落在弧ABC和弦AC之间，则选三角形ADC和它的外接圆；这样一直选到集合N中的点X，使弧AXC和弦AC之间，不再有集合N中的点为止；进入步骤2步骤2.如果集合N中的点E落在弦AC和经过点A的直径之间，包括在弦AC上，则选三角形AXE和它的外接圆，如果集合N中的点落在弧AX和弦AX之间，则对三角形AXE重复步骤1，否则重复步骤2；如果点E落在弦AC和经过点C的直径之间，包括在弦AC上，则选三角形EXC和它的外接圆，如果集合N中的点落在弧XC和弦XC之间，则对三角形EXC重复步骤1，否则重复步骤2；这样一直选到集合N中的点Y，使弧AXY和经过点A的直径之间，和使弧AXY和经过点Y的直径之间不再有集合N中的点为止，进入步骤3步骤3.如果三角形AXY的外接圆内有集合N中的点Z，构成一个三角形AYZ，重新标记该三角形为ACB，则三角形ACB和它的外接圆，进入第二步；如果三角形AXY的外接圆内无集合N中的点，该外接圆上却有集合N中的点，该点不在弧AXY上，在经过点A的直径和经过点Y的直径所夹区间内，包括该区间二端，则三角形AXY的外接圆为所求；算法终止；除上述情况外，其圆外有，则在经过点A的直径和经过点Y的直径所夹区间内，不包括弧AXY那一段外，取距三角形AXY的外接圆圆心最近的集合N中的点Z，构成一个三角形AYZ，重新标记该三角形为ACB，则三角形ACB和它的外接圆，进入第二步第二步三角形ABC中三个内角皆小于90度；如果三角形ABC的外接圆内无集合N中的点，则三角形ABC(或者三角形AXZ)的外接圆为所求，算法终止；如果三角形ABC是由第一步得来的，其外接圆内有集合N中的点F，不妨假设点F在弧AC和弦AC之间，包括在弦AC上，由ABF和FBC分别构成二个三角形，取其中必有一个三个内角皆小于90度的，假设为三角形ABF，对三角形ABF重复第二步；如果三角形ABC不是由第一步得来的，其外接圆内有集合N中的点F，如果点F在三角形ABC的一条边和它所对应的弧之间，包括在边上，由F和三角形的边所构成三角形中必有一个三角形的三个内角分别小于90度的，假设为三角形ABF，对三角形ABF重复第二步；其他情况，有可能生成一个内角大于等于90度的三角形，此时进入第一步，否则进入第二步。
全文摘要
一种计量加工件上圆孔实际尺寸的方法，用三坐标测量机测量已加工件上圆孔内的点的坐标输入计算机，并采用下述的方法编成计算机程进行计算任取圆孔上三点构成一个三角形，如果该三角形中有一个内角大于等于90度，则进入第一步，否则进入第二步；第一步的步骤1，在三角形的边和它所对应的弧之间再选一个点构成新的三角形；第一步的步骤2，在三角形的边和经过三角形顶点的直径之间，选三角形；第一步的步骤3，在三角形的外接圆内外上选新的点进行计算；第二步，在三角形的外接圆内选新的三角形；如果符合条件则算法终止，否则重复第一步或第二步。本发明的优点是计算精确、收敛快，能适用三坐标测量机的各种测量情况，应用范围广。
文档编号G01B21/04GK1584498SQ20041002435
公开日2005年2月23日 申请日期2004年6月15日 优先权日2004年6月15日
发明者赵世麟 申请人:中国海洋大学
专业数控铣床产品供应商
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