(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211327666.9 (22)申请日 2022.10.27 (71)申请人 太原科技大 学 地址 030024 山西省太原市万柏林区窊流 路66号 (72)发明人 王友利　张铎　王晓慧　郭佳程　 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06T 7/60(2017.01) G06Q 50/04(2012.01) (54)发明名称 一种以最少定位点规划工件定位方案的方 法 (57)摘要 本发明涉及一种最少定位点规划工件定位 方案的方法研究， 属于机械制造加工过程中机床 夹具设计技术领域， 所采用的技术方案为： 基于 定位法线的工件定位的几何定理， 推论出工件自 由度与定位法线的几何关系， 建立基于工序要求 的工件自由度数学模型， 采用逻辑减运算法则建 立工件的自由度与移动自由度和转动自由度的 关系， 从而获得定位法线的数量和 几何关系， 得 出定位规划方案， 为工件定位布局建立基础。 该 方法不需要高深的理论基础与复杂的数学运算， 使工件定位规划更加简单直观， 且易于计算机辅 助实现， 相关从业人员更容 易理解、 接受与使用。 权利要求书1页 说明书5页 附图2页 CN 115526005 A 2022.12.27 CN 115526005 A 1.一种最少定位 点规划定位方案的方法， 其特 征在于： a.依据定位法线的工件定位几何定理， 推论出限制工件自由度 所需的定位法线数量与 方向及其几何关系； b.将工序需求限制的自由度用数学模型表达， 建立逻辑减运算法则， 获得全部移动自 由度和转动自由度的关系模型； c.依据定位法线的几何定理的推论与工件移动自由度与转动自由度关系模型， 获得工 件加工需要定位法线的数量与方向及其几何关系， 规划工件定位方案 。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115526005 A 2一种以最 少定位点 规划工件定位方案 的方法 技术领域 [0001]本发明属于机械制造加工过程中机床夹具设计的领域， 具体为基于定位法线的工 件几何定理， 规划出定位 点数量最少的定位方案， 为机床夹具的合理设计提供依据。 背景技术 [0002]在工件实际生产的过程中， 并不是所有工序都要求限制工件全部自由度， 若不考 虑工序需求限制的自由度， 每道工序都按照完全定位的方式规划定位方案， 会使得定位元 件数量增加， 进而提高生产成本， 而定位方案能否限制 工序需求的自由度直接影响产品的 加工与制 造， 对零件精度与成本有着重要影响， 因此定位方案的合理与否起着至关重要的 作用。 为此， 国内外许多专家、 学者对定位方案规划进行了广泛的研究。 王晓慧利用定位元 件与工件接触点的数量及其几何关系， 提出了定位法线几何定理， 用于判断定位方案所限 制的自由度。 秦国华将工件定位方案与齐次方程组解的性质相结合， 判断定位方案的合理 性。 吴玉光通过对于基准定位能力的判断， 进行定位方案的规划。 吴铁军利用模糊评判结合 遗传算法， 实现对于定位点的布局与优化。 彭贺明利用定位点的数量和布局表示基准约束 自由度的能力， 从而确定定位方案。 秦国华通过定位点处法向量的信息， 判断定位方案的合 理性并对其加以修正。 韩霞建立了组合定位中各定位元件所限制自由度的分析准则， 便于 进行定位方案的设计与优化。 秦国华建立了保证定位确定性的定位点总体数目条件， 进而 根据工艺要求确定 定位方案 。 发明内容 [0003]本发明的目的是建立一种最少定位点的工件定位规划方法， 为机床夹具的合理设 计提供依据。 本方法的建立基础为基于定位法线的工件定位几何定理， 得到以最少 定位点 实现工件定位 规划的理论基础。 [0004]定位法线是指工件与定位元件接触点处的法线， 而定位法面， 则是由两条或多条 处于同一平面的定位法线组成。 [0005]本发明中定位法线用字母L加 下标的方式表示， 其中下标为字母  u、 v和w， 表示笛 卡尔坐标系的三个方向， 定位法面用字母P加下标的方式表 示， 其中下标为字母uv、 uw和vw， 表示空间坐标系中三个相互正交的平面， 若某一方向有两条或者多条定位法线， 则用定位 法线加定位法面的组合表示。 [0006]工件定位法线的几何定理简述如下： [0007]定理1一条法线能限制此法线方向的移动自由度。 [0008]定理2两条同方向法线组成的定位法面， 能限制 该法面垂线方向的转动自由度与 法线方向的移动自由度。 [0009]定理3三条同方向且不共面法线， 可以组成两个定位法面， 能限制两个法面各自垂 线方向的转动自由度与法线方向的移动自由度。 [0010]由工件定位的几何定理可以得出推论， 用于确定限制工件自由度所需的法线数量说　明　书 1/5 页 3 CN 115526005 A 3