基于UG的形位误差分析与计算

　　一、前 言

　　根据国家标准,评定形状误差须从实际要素上找出理想要素的位置,理想要素的位置要符合最小条件,最小条件是指在确定理想形状的位置时,应使理想形状与实际表面相接触,并使二者之间的最大距离为最小;位置误差涉及被测要素和基准,基准是确定要素间几何方位关系的依据,必须是理想要素,而且基准的位置也应符合最小条件。随着计算机技术的日益发展,人们都通过计算机软件来获得符合最小条件的形位误差值,目前这方面的研究不少,都是通过编写软件来实现。本文的方法是借助UG的强大功能和人的思维判断能力,不编写软件来实现形位误差的评定。

　　二、原 理

　　人有逻辑推理、判断、图形识别、学习、联想、思维、表达和自适应的特点和能力,而计算机则以运算速度快、存储量大、精确度高、不疲劳、不忘记、不易出错及迅速显示数据和图形见长。用作图法求平面内直线度误差时,通过测量点作出实际轮廓线后,经过人的观察找出形成最小区域的高点和低点,然后作出最小包容区域求得直线度误差;求圆度误差时,借助模板包容实际轮廓线形成最小包容区域而求得圆度误差,这两个例子充分发挥了人的特长。通过计算机软件求最小包容区域时,就要通过一系列的判断,运算量大,这一点则充分发挥了计算机的特长。本文的方法就是发挥人与计算机各自的特长,通过人机交互来实现计算形位误差的目的。

　　UG是一个CAD/CAM/CAE集成系统。在本文所述的方法中,只用到其CAD部分中的UG实体建模模块(Solid Modeling)和自由曲面建模(Free FormModeling)。通过实体建模模块可以输入测量点,并能方便地建立二维和三维线框模型、扫描和旋转实体以及进行布尔运算;自由曲面建模模块可以沿曲面的通用扫描法,使用一条、二条和三条轨道方法按比例地建立外形,用标准二次曲线的方法建立二次曲面体,也可以通过曲线/点网格来定义形状或者通过云点来拟合形状。

　　在UG环境下,图形可以任意旋转、平移、放人进行观察。借助UG的信息和分析功能进行判断和分析获取特征信息,比如长度、角度、误差、偏移量以及曲线和曲面的趋势判断等。

　　通过UG的CAD功能用测量得到的数据建立模型,借助UG强大的功能和人掌握的评定形位误差的标准,做出符合最小条件的理想要素,从而求得形位误差。

　　三、方法、步骤及实例

　　把测量点输入计算机后,形成其实际形状或位置,对于形状误差,通过人的观察,作出最小包容区域,然后求出形状误差;对于位置误差,通过比较实际位置与理论位置的偏差就可以求得位置误差。以文献[1]求平面度的数据为例来说明本方法的原理及步骤。