[发明专利]一种针对回转体的多级转子装配相位优化方法

权利要求书

1.一种针对回转体的多级转子装配相位优化方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用基于误差基本项的几何误差表达与随机误差生成方法，生成典型两个止口零件配合面径向和端向误差轮廓轨迹特征；具体方法如下：

首先通过误差基本项法在给定公差带内生成随机误差特征，在机械系统装配中重点关注形状误差，故在计算中不需要取过高的误差阶数，选择误差阶数为18阶，然后确定误差基本项，再利用μ_λ＝(A^TA)^-1A^Tμ_V和计算误差系数均值和协方差，其中S为权重系数；根据误差分布类型由误差系数均值和协方差生成随机误差系数；利用误差系数和误差基本项重构随机误差；然后用上述公式生成大量的随机误差，大量的数据表明加工的形貌特征基本是单高点和双高点的情况，用最小二乘法对这些随机形貌进行拟合得到最终的拟合曲线，分别将得到的径向和端向的形状误差作为一组模板；

步骤2：分别将两个零件配合面的径向和端向误差轮廓轨迹特征等分成n个相位，按照不同相位组合在有限元软件中分别进行计算，求出不同相位的装配偏心并且比较得到最小的偏心，进而得到最小偏心的装配相位图，作为模板；得到模板中最小装配相位具体方法如下：

将模板的4条误差轨迹分别按相位等分成n份，即按照不同的装配相位依次组合，分成n份就有n³个不同相位的组合，分别将这些相位的组合在有限元软件中进行计算，然后计算得到最小装配偏心的装配相位，并将这个相配相位作为之后的匹配模板；

步骤3：测量得到实际加工的零件配合面径向和端向误差轮廓轨迹，并分别将测量得到的径向和端向误差轮廓轨迹等分成n份，按照相位排列组合，获得实际零件的装配相位组合；获得实际零件的装配相位组合具体方法如下：

测量得到实际加工的零件配合面径向和端向误差轮廓轨迹，同步骤2的方式一样分别将测量得到的径向和端向误差轮廓轨迹按相位等分成n份，即产生n³种不同的相位组合的方式，进而获得实际零件的装配相位组合；

步骤4：采用多模板匹配方法，将步骤2得到的最小装配偏心的装配相位图即模板和步骤3中装配的不同相位图进行相关系数计算和平均偏差计算；采用多模板匹配法，将装配的不同相位图进行相关系数计算和平均偏差计算具体方法如下：

将图像看作是一个二维矩阵D[W][H]，其中W和H为图像的宽和高，则该图像的灰度平均表示为：灰度分布的方差表示为：

对于输入的每个样本图像，为了将其灰度平均值和方差变换到事先设定的灰度平均值_mean₀和方差e₀，对样本中的每个像素点的灰度值变换如下：

其中0≤i≤W，0≤j≤H；

假设模板的灰度矩阵为T[M][N]，灰度均值为_T，均方差为e_T，输入图像区域的灰度矩阵为R[M][N]，灰度均值为_R，均方差为e_R，它们之间的相关系数r(T,R)和对应像素灰度值的平均偏差d(T,R)分别为：和

步骤5：使用相关系数与平均偏差加权和的方法将得到的不同相位图与步骤2的装配相位图即模板进行匹配，得到最相关的图，即初步完成装配相位的优化。

2.根据权利要求1所述的一种针对回转体的多级转子装配相位优化方法，其特征在于，步骤5中用相关系数与平均偏差加权和的方法进行最优相位匹配的具体方法如下：

相关系数与平均偏差加权和法是将r(T,R)和d(T,R)综合起来作为匹配程度的度量：其中S为权重系数，分别对实际零件的不同相位和最优相位匹配模板进行相关系数与平均偏差加权和计算，得到最佳的匹配相位，即为实际装配的最优装配相配。

3.根据权利要求2所述的一种针对回转体的多级转子装配相位优化方法，其特征在于，选取S＝35.0。