專利名稱：計(jì)量加工件上圓孔的實(shí)際尺寸的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種計(jì)量圓孔實(shí)際尺寸的方法，更具體地說，涉及一種依據(jù)由計(jì)算機(jī)控制的三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上圓孔內(nèi)的點(diǎn)，來計(jì)算該圓孔的實(shí)際尺寸的方法。
背景技術(shù)：
用數(shù)控機(jī)床加工機(jī)械零部件時(shí)，常常要求精確地測量出已加工件上的圓孔的實(shí)際尺寸，以確定該圓孔的加工是否符合設(shè)計(jì)要求。目前一般用三坐標(biāo)測量機(jī)(CMM)測量該圓孔內(nèi)的點(diǎn)坐標(biāo)，然后將數(shù)據(jù)傳送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)根據(jù)傳送的數(shù)據(jù)計(jì)算出該圓孔的實(shí)際尺寸。目前所采用的方法為直接計(jì)算圓孔直徑的方法，但這些方法存在一些缺點(diǎn)，例如計(jì)算不精確、適用范圍窄等。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種依據(jù)由計(jì)算機(jī)控制的三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上圓孔點(diǎn)，來計(jì)算該圓孔的實(shí)際尺寸的計(jì)算方法，以彌補(bǔ)現(xiàn)有計(jì)算方法的上述不足。
一種計(jì)量圓孔實(shí)際尺寸的方法，用三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上圓孔內(nèi)的點(diǎn)的坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，并采用下述的計(jì)算方法編成計(jì)算機(jī)程進(jìn)行計(jì)算用N表示三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上圓孔內(nèi)的點(diǎn)的集合；從集合N中任取三點(diǎn)A、B、C，構(gòu)成一個(gè)三角形ABC和三角形ABC的外接圓；如果三角形ABC中有一個(gè)內(nèi)角大于等于90度，則進(jìn)入第一步，否則進(jìn)入第二步；第一步三角形ABC中有一個(gè)內(nèi)角，∠ABC大于等于90度，進(jìn)入步驟1步驟1.如果集合N中的點(diǎn)D落在弧ABC和弦AC之間，則選三角形ADC和它的外接圓；這樣一直選到集合N中的點(diǎn)X，使弧AXC和弦AC之間，不再有集合N中的點(diǎn)為止；進(jìn)入步驟2步驟2.如果集合N中的點(diǎn)E落在弦AC和經(jīng)過點(diǎn)A的直徑之間，包括在弦AC上，則選三角形AXE和它的外接圓，如果集合N中的點(diǎn)落在弧AX和弦AX之間，則對三角形AXE重復(fù)步驟1，否則重復(fù)步驟2；如果點(diǎn)E落在弦AC和經(jīng)過點(diǎn)C的直徑之間，包括在弦AC上，則選三角形EXC和它的外接圓，如果集合N中的點(diǎn)落在弧XC和弦XC之間，則對三角形EXC重復(fù)步驟1，否則重復(fù)步驟2；這樣一直選到集合N中的點(diǎn)Y，使弧AXY和經(jīng)過點(diǎn)A的直徑之間，和使弧AXY和經(jīng)過點(diǎn)Y的直徑之間不再有集合N中的點(diǎn)為止，進(jìn)入步驟3步驟3.如果三角形AXY的外接圓內(nèi)有集合N中的點(diǎn)Z，構(gòu)成一個(gè)三角形AYZ，重新標(biāo)記該三角形為ACB，則三角形ACB和它的外接圓，進(jìn)入第二步；如果三角形AXY的外接圓內(nèi)無集合N中的點(diǎn)，該外接圓上卻有集合N中的點(diǎn)，該點(diǎn)不在弧AXY上，在經(jīng)過點(diǎn)A的直徑和經(jīng)過點(diǎn)Y的直徑所夾區(qū)間內(nèi)，包括該區(qū)間二端，則三角形AXY的外接圓為所求；算法終止；除上述情況外，其圓外有，則在經(jīng)過點(diǎn)A的直徑和經(jīng)過點(diǎn)Y的直徑所夾區(qū)間內(nèi)，不包括弧AXY那一段外，取距三角形AXY的外接圓圓心最近的集合N中的點(diǎn)Z，構(gòu)成一個(gè)三角形AYZ，重新標(biāo)記該三角形為ACB，則三角形ACB和它的外接圓，進(jìn)入第二步第二步三角形ABC中三個(gè)內(nèi)角皆小于90度；如果三角形ABC的外接圓內(nèi)無集合N中的點(diǎn)，則三角形ABC(或者三角形AXZ)的外接圓為所求，算法終止；如果三角形ABC是由第一步得來的，其外接圓內(nèi)有集合N中的點(diǎn)F，不妨假設(shè)點(diǎn)F在弧AC和弦AC之間，包括在弦AC上，由ABF和FBC分別構(gòu)成二個(gè)三角形，取其中必有一個(gè)三個(gè)內(nèi)角皆小于90度的，假設(shè)為三角形ABF，對三角形ABF重復(fù)第二步；如果三角形ABC不是由第一步得來的，其外接圓內(nèi)有集合N中的點(diǎn)F，如果點(diǎn)F在三角形ABC的一條邊和它所對應(yīng)的弧之間，包括在邊上，由F和三角形的邊所構(gòu)成三角形中必有一個(gè)三角形的三個(gè)內(nèi)角分別小于90度的，假設(shè)為三角形ABF，對三角形ABF重復(fù)第二步；其他情況，有可能生成一個(gè)內(nèi)角大于等于90度的三角形，此時(shí)進(jìn)入第一步，否則進(jìn)入第二步。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算精確、收斂快，能適用三坐標(biāo)測量機(jī)的各種測量情況，應(yīng)用范圍廣等。


附圖1為本發(fā)明的計(jì)算方法第一步中的步驟1的示意圖。
附圖2為本發(fā)明的計(jì)算方法第一步中的步驟2的示意圖。
附圖3為本發(fā)明的計(jì)算方法第一步中的步驟3的示意圖。
附圖4為本發(fā)明的計(jì)算方法第二步的示意圖。
具體實(shí)施例方式
下面以實(shí)施例和附圖進(jìn)一步說明本發(fā)明。
將三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上某圓孔內(nèi)的點(diǎn)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)傳送到集合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中的點(diǎn)順序用A、D、I、B、X、C、E、Y、F、H、Z表示，見附圖1；從集合N中任取三點(diǎn)A、B、C，構(gòu)成一個(gè)三角形ABC和三角形ABC的外接圓O1(如果該外接圓的半徑比設(shè)計(jì)半徑小很多或者大很多，則重新選三個(gè)點(diǎn))；三角形ABC中有一個(gè)內(nèi)角∠ABC大于90度，見附圖1，進(jìn)入第一步中的步驟1；有集合N中的點(diǎn)D落在弧ABC和弦AC之間，取三角形ADC和它的外接圓O2；在三角形ADC和它的外接圓O2中，有集合N中的點(diǎn)X，落在弧DC和弦DC之間，取三角形AXC和它的外接圓O3，弧AXC和弦AC之間，不再有集合N中的點(diǎn)；進(jìn)入第一步中的步驟2；在三角形AXC和它的外接圓O3中(見附圖2)有集合N中的點(diǎn)E，落在弦AC和經(jīng)過點(diǎn)A的直徑之間，取三角形AXE和它的外接圓O4；在三角形AXE和它的外接圓O4中，有集合N中的點(diǎn)Y，落在弦AXE和經(jīng)過點(diǎn)A的直徑之間，取三角形AXY和它的外接圓O5，在三角形AXY和它的外接圓O5中，弧AXY和經(jīng)過點(diǎn)A的直徑之間，不再有集合N中的點(diǎn)，進(jìn)入第一步中的步驟3；在三角形AXY的外接圓內(nèi)有集合N中的點(diǎn)F，取三角形AXF和三角形AXF的外接圓O6(見附圖3)進(jìn)入第二步中；在三角形AXF中，三個(gè)內(nèi)角皆小于90度；見附圖4。三角形AXF的外接圓O6內(nèi)有集合N中的點(diǎn)Z，由XZF構(gòu)成的三角形的三個(gè)內(nèi)角皆小于90度，取三角形XZF和它的外接圓O7，重復(fù)第二步；三角形XZF的外接圓O7內(nèi)無集合N中的點(diǎn)，則三角形XZF的外接圓O7為所求；算法終止。
權(quán)利要求
1.一種計(jì)量加工件上圓孔的實(shí)際尺寸的方法，用三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上圓孔內(nèi)的點(diǎn)的坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，并采用下述的計(jì)算方法編成計(jì)算機(jī)程進(jìn)行計(jì)算用N表示三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上圓孔內(nèi)的點(diǎn)的集合；從集合N中任取三點(diǎn)A、B、C，構(gòu)成一個(gè)三角形ABC和三角形ABC的外接圓；如果三角形ABC中有一個(gè)內(nèi)角大于等于90度，則進(jìn)入第一步，否則進(jìn)入第二步；第一步三角形ABC中有一個(gè)內(nèi)角，∠ABC大于等于90度，進(jìn)入步驟1步驟1.如果集合N中的點(diǎn)D落在弧ABC和弦AC之間，則選三角形ADC和它的外接圓；這樣一直選到集合N中的點(diǎn)X，使弧AXC和弦AC之間，不再有集合N中的點(diǎn)為止；進(jìn)入步驟2步驟2.如果集合N中的點(diǎn)E落在弦AC和經(jīng)過點(diǎn)A的直徑之間，包括在弦AC上，則選三角形AXE和它的外接圓，如果集合N中的點(diǎn)落在弧AX和弦AX之間，則對三角形AXE重復(fù)步驟1，否則重復(fù)步驟2；如果點(diǎn)E落在弦AC和經(jīng)過點(diǎn)C的直徑之間，包括在弦AC上，則選三角形EXC和它的外接圓，如果集合N中的點(diǎn)落在弧XC和弦XC之間，則對三角形EXC重復(fù)步驟1，否則重復(fù)步驟2；這樣一直選到集合N中的點(diǎn)Y，使弧AXY和經(jīng)過點(diǎn)A的直徑之間，和使弧AXY和經(jīng)過點(diǎn)Y的直徑之間不再有集合N中的點(diǎn)為止，進(jìn)入步驟3步驟3.如果三角形AXY的外接圓內(nèi)有集合N中的點(diǎn)Z，構(gòu)成一個(gè)三角形AYZ，重新標(biāo)記該三角形為ACB，則三角形ACB和它的外接圓，進(jìn)入第二步；如果三角形AXY的外接圓內(nèi)無集合N中的點(diǎn)，該外接圓上卻有集合N中的點(diǎn)，該點(diǎn)不在弧AXY上，在經(jīng)過點(diǎn)A的直徑和經(jīng)過點(diǎn)Y的直徑所夾區(qū)間內(nèi)，包括該區(qū)間二端，則三角形AXY的外接圓為所求；算法終止；除上述情況外，其圓外有，則在經(jīng)過點(diǎn)A的直徑和經(jīng)過點(diǎn)Y的直徑所夾區(qū)間內(nèi)，不包括弧AXY那一段外，取距三角形AXY的外接圓圓心最近的集合N中的點(diǎn)Z，構(gòu)成一個(gè)三角形AYZ，重新標(biāo)記該三角形為ACB，則三角形ACB和它的外接圓，進(jìn)入第二步第二步三角形ABC中三個(gè)內(nèi)角皆小于90度；如果三角形ABC的外接圓內(nèi)無集合N中的點(diǎn)，則三角形ABC(或者三角形AXZ)的外接圓為所求，算法終止；如果三角形ABC是由第一步得來的，其外接圓內(nèi)有集合N中的點(diǎn)F，不妨假設(shè)點(diǎn)F在弧AC和弦AC之間，包括在弦AC上，由ABF和FBC分別構(gòu)成二個(gè)三角形，取其中必有一個(gè)三個(gè)內(nèi)角皆小于90度的，假設(shè)為三角形ABF，對三角形ABF重復(fù)第二步；如果三角形ABC不是由第一步得來的，其外接圓內(nèi)有集合N中的點(diǎn)F，如果點(diǎn)F在三角形ABC的一條邊和它所對應(yīng)的弧之間，包括在邊上，由F和三角形的邊所構(gòu)成三角形中必有一個(gè)三角形的三個(gè)內(nèi)角分別小于90度的，假設(shè)為三角形ABF，對三角形ABF重復(fù)第二步；其他情況，有可能生成一個(gè)內(nèi)角大于等于90度的三角形，此時(shí)進(jìn)入第一步，否則進(jìn)入第二步。
全文摘要
一種計(jì)量加工件上圓孔實(shí)際尺寸的方法，用三坐標(biāo)測量機(jī)測量已加工件上圓孔內(nèi)的點(diǎn)的坐標(biāo)輸入計(jì)算機(jī)，并采用下述的方法編成計(jì)算機(jī)程進(jìn)行計(jì)算任取圓孔上三點(diǎn)構(gòu)成一個(gè)三角形，如果該三角形中有一個(gè)內(nèi)角大于等于90度，則進(jìn)入第一步，否則進(jìn)入第二步；第一步的步驟1，在三角形的邊和它所對應(yīng)的弧之間再選一個(gè)點(diǎn)構(gòu)成新的三角形；第一步的步驟2，在三角形的邊和經(jīng)過三角形頂點(diǎn)的直徑之間，選三角形；第一步的步驟3，在三角形的外接圓內(nèi)外上選新的點(diǎn)進(jìn)行計(jì)算；第二步，在三角形的外接圓內(nèi)選新的三角形；如果符合條件則算法終止，否則重復(fù)第一步或第二步。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是計(jì)算精確、收斂快，能適用三坐標(biāo)測量機(jī)的各種測量情況，應(yīng)用范圍廣。
文檔編號G01B21/04GK1584498SQ20041002435
公開日2005年2月23日 申請日期2004年6月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年6月15日
發(fā)明者趙世麟 申請人:中國海洋大學(xué)