[发明专利]一种基于相对熵的轴孔零件选择装配方法有效
申请号: | 202011079376.8 | 申请日: | 2020-10-10 |
公开(公告)号: | CN112163300B | 公开(公告)日: | 2022-10-11 |
发明(设计)人: | 张秋爽;王子夫;尚可;李红宾;王廷利;杨化林 | 申请(专利权)人: | 青岛科技大学 |
主分类号: | G06F30/17 | 分类号: | G06F30/17;G06F30/27;G06N3/00 |
代理公司: | 青岛中天汇智知识产权代理有限公司 37241 | 代理人: | 袁晓玲 |
地址: | 266000 山*** | 国省代码: | 山东;37 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 一种 基于 相对 零件 选择 装配 方法 | ||
本发明涉及一种基于相对熵的轴孔零件选择装配方法,属于制造质量预测与控制领域。首先对轴孔零件的装配面进行测量及数据处理;然后利用相对熵评价轴孔装配间隙的均匀性;再根据实际工况建立轴孔选配优化模型;对于批量的轴孔装配,以装配间隙的平均均匀性为优化目标,采用元胞蝙蝠算法作为优化算法,最终输出批量轴孔的最优装配组合。本发明考虑了精密轴孔零件装配面上非均匀分布的几何误差对装配间隙的大小及均匀性的影响,提出了基于相对熵的轴孔间隙装配的评价参数,全面准确地评价面向装配的轴孔零件;采用元胞蝙蝠算法求解轴孔选配优化问题,计算速度快,并输出全局最优解;适用于批量精密轴孔零件的选择装配,为实现精密机械系统的精度控制和定量化装配提供技术支撑。
技术领域
本发明涉及一种基于相对熵的轴孔零件选择装配方法,属于制造质量预测与控制领域。
背景技术
目前国内外各行业对精密机械系统的需求越来越高,光学工业、航空航天和半导体工业等领域已经步入精密、超精密时代。随着各领域复杂精密机械系统小型化、轻量化、精密化、模块化和一体化的发展,精密机械系统结构越来越复杂,装配填充密度越来越高,装配精度控制已经成为复杂机械系统研制过程中的薄弱环节。精密机械装配精度保障目前主要有两个途径:一是通过公差分析与设计控制单个零部件加工精度,但由于零部件加工能力和成本的限制,不可能完全依靠提高零件加工精度来保证装配精度;另一个途径是根据装配过程中的误差监测数据采用选配法、修配法、调整法等装配调整工艺来保障装配精度。
选择装配(选配)是指通过检测和挑选待装配零件,有选择性地进行装配,从而由加工精度较低的零件获得高精度产品的方法。传统的选配方法主要有直接选配法,分组选配法和复合选配法等。这些方法虽然在一定程度上能够保证装配精度的要求,但选配过程中并未考虑到零件装配面的几何形貌。对于精密机械系统,装配面的几何形貌将直接影响零件在装配过程中的位置,并改变零件之间的接触状态。如果两个待装配零件的装配面几何误差分布均匀,则接触状态稳定且装配精度高。此外,对于精密机械系统中常见的轴孔装配,装配间隙的大小和均匀性将影响装配精度及精度稳定性。因此,对于精密机械系统,由于其生产批量少且产品装配精度要求高,采用传统的选配方法效果并不十分理想,尤其对于间隙配合的轴孔零件的选配问题,间隙的大小及均匀性会影响装配后的精度及其稳定性,必须考虑配合面的几何误差。
本发明综合考虑了几何误差对精密轴孔零件装配精度的影响,提出一种基于相对熵的轴孔零件选择装配方法,利用相对熵评价轴孔装配间隙的均匀性,建立了轴孔选配优化模型。对于批量的轴孔装配,以装配间隙的平均均匀性为优化目标,采用元胞蝙蝠算法作为优化算法,最终输出批量轴孔的最优装配组合。本发明可以量化零部件几何误差对产品装配精度的影响并合理优化装配参数,为实现精密机械系统的精度控制和定量化装配提供技术支撑,对提高精密机械系统整体装配质量具有重要意义。
发明内容
本发明提供了一种基于相对熵的轴孔零件选择装配方法,图1为方法流程图。
所述方法步骤如下:
步骤一,轴孔零件装配面的测量及数据处理:
采用三坐标测量机对零件带有几何误差的装配面进行测量。在同一坐标系下分别按照图2所示的测量路径测量批量轴和孔零件的装配面,将直角坐标系转化为极坐标系,得到每个测量点在极坐标中的半径值。
步骤二,基于相对熵的轴孔间隙均匀性评价:
将各测量点的半径值视为随机变量所有可能取值的概率,利用相对熵评价两个概率分布的匹配程度。两个概率分布越接近,说明轴孔的装配间隙越均匀,相对熵值越小。
所述将各测量点的半径值视为随机变量所有可能取值的概率的方法为:
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