[发明专利]螺旋锥齿轮形性协同制造智能参数驱动决策与处理方法

权利要求书

1.一种螺旋锥齿轮形性协同制造智能参数驱动决策与处理方法，其特征在于，采用DMADV模式的DFSS框架，包括以下阶段：

(S01)定义阶段：完善和扩展客户意见(VOC)，采用质量功能展开(QFD)逐层扩展VOC，建立质量屋(HOQ)，提取出关键质量(CTQs)，确定性能评价项；

(S02)测量阶段：基于多目标优化(MOO)加工参数反调方法，建立参数驱动的输入输出模型，以进行加工参数修正；

(S03)分析阶段：建立加工参数与性能评价项的参数驱动的函数关系，确定加工参数反调模型；

(S04)设计阶段：设计MOO加工参数反调方案；

(S05)验证阶段：验证阶段(S04)所提出的设计方案的实用性；

所述阶段(S04)通过以下过程实现：

(i)给定噪声因子的优化处理；

(ii)由MOO确定含优化物理性能的目标齿面；

(iii)考虑几何性能的加工参数反调。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述噪声因子包括安装误差和机床空间几何误差(SGEs)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对于安装误差，采用eTCA方法，将安装误差作为设计因素，求解所需的齿面接触性能，用于评价MOO反调中的齿面物理性能；对于SGEs，采用精确测量与补偿的优化处理方法，或同时考虑主轴空间几何误差和刀盘形位误差。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还考虑荷载不确定性的影响，建立载荷不确定性的物理性能评价项与加工参数之间的函数关系，并利用非线性区间数优化算法进行MOO优化。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，基于非线性区间数规划法建立式(15)所示目标函数：

其中是关于最优加工参数的ν维数决策变量，在负载条件下的n维决策变量；f和G连续，G定义了ν个不等式约束和t定义了n个等式约束；t的不确定性由区间向量t^I建模；上标I、L和R分别表示区间、区间的下边界和上边界，b_τ^I表示第τ个不确定约束的可允许区间。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，建立基于一阶泰勒展开式的设计变量和不确定变量的目标函数和线性约束模型得到近似的不确定性优化问题，以此完成MOO优化。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，利用线性组合方法和罚函数法来处理多目标函数及约束条件，一个单目标且非约束的确定性优化问题通过以下惩罚函数计算：

s.t.[X_ν,X^(s)-δ^(s)]≤X≤min[X_r,X^(s)+δ^(s)] (22)

式中，0≤β≤1表示权重因子，和/表示两个设计目标函数的归一化因子，/表示一个设计因子，能使/和/非负，/表示惩罚因子，/是式(23)函数；