[發明專利]一種凸輪升程誤差評定的優化改進方法

在審

• 申請號: 201711264939.9
• 申請日: 2017-12-05
• 公開（公告）號: CN108254180A
• 公開（公告）日: 2018-07-06
• 發明（設計）人: 李靜;汪小露;沈南燕;鄧楊;高華鈺
• 申請（專利權）人: 上海大學
• 主分類號: G01M13/04
• 分類號: G01M13/04
• 代理公司: 上海上大專利事務所(普通合伙) 31205
• 代理人: 陸聰明

1.一種凸輪升程誤差評定的優化改進方法，其特征在于，在測量機上通過建立工件坐標系完成凸輪實際測量數據的獲取，基于凸輪升、降程段各點升程變化率較大特性，采用敏感點法，實現凸輪升程轉角零位找正，構建非線性目標函數消除基圓偏心的影響后，利用最小二乘法局部尋優，最終確定凸輪實際升程曲線與理論升程曲線的最佳匹配，其操作步驟為：

1)在測量機上建立測量坐標系{O_C X_C Y_C Z_C}與工件坐標系{O_G X_G Y_G Z_G}，以獲取凸輪實際測量數據(θ_i,X_ki)，其中，θ_i為工件各點轉角，X_ki為各點徑向尺寸；

2)判斷凸輪從動件形式與測頭類型關系，兩者不相同時，首先進行凸輪理論升程轉換；

3)采用敏感點法對獲取的凸輪實際測量數據進行升程轉角零位找正，依據凸輪理論升程表確定基圓段的工件轉角

4)構建凸輪基圓圓心位置優化的非線性目標函數，以求解凸輪基圓實際半徑大小r、偏心距e及偏心角β，同時消除基圓偏心對凸輪輪廓表面各點徑向尺寸X_ki的影響；

5)利用最小二乘法局部尋優，確定凸輪實際升程曲線與理論升程曲線的最佳匹配，完成最終凸輪升程誤差評定。

2.根據權利要求1所述的凸輪升程誤差評定的優化改進方法，其特征在于，所述步驟2)中不同從動件形式的凸輪理論升程轉換方法如下：

H＝h_G+R+r_c (3)

式中，r為理論基圓半徑，r_c為滾子從動件半徑，H為滾子半徑，理論基圓和滾子從動件理論升程之和；(α_P,h_P)、(α_G,h_G)分別表示平面挺桿、滾子從動件凸輪的理論升程轉角與升程。

3.根據權利要求1所述的凸輪升程誤差評定的優化改進方法，其特征在于，所述步驟3)中采用敏感點法進行凸輪升程轉角零位找正的方法如下：

式中，分別為凸輪升、降程段上m、n兩點的升程變化率，其絕對值在升、降程段各點升程變化率中為最大值；θ_m、θ_n表示檢測m、n兩點時的工件轉角；α_m、α_n表示m、n兩點的理論升程轉角。

4.根據權利要求1所述的凸輪升程誤差評定的優化改進方法，其特征在于，所述步驟4)中凸輪輪廓表面各點徑向尺寸X_ki的消偏方法為：

a)以凸輪輪廓表面各點徑向尺寸X_ki的最大值為約束，見式(5)，構建基圓圓心位置優化的非線性目標函數，分別求解凸輪基圓實際半徑大小r、偏心距e及偏心角β；

s.t.r-Max(X_ki)≤0

e≥0 (5)0≤β＜2π

式中，N表示凸輪輪廓表面整圈采樣點數；

b)根據式(6)：

X'_ki＝X_ki-e×cos(θ_i-β) (6)

利用求解得出的偏心距e及偏心角β消除凸輪基圓偏心對凸輪輪廓表面各點徑向尺寸X_ki的影響。

5.根據權利要求1所述的凸輪升程誤差評定的優化改進方法，其特征在于，所述步驟5)中最小二乘法局部尋優實現凸輪升程誤差評定的方法為：

a)依據消偏后的凸輪輪廓表面各點徑向尺寸X'_ki和基圓實際半徑大小r以計算凸輪實際升程h'；

h'＝X'_ki-r (7)

b)定義局部尋優的角度范圍(-γ，γ)與角度采樣間隔β_k，

應用最小二乘法，見式(8)，尋求實際升程曲線與理論升程曲線的最佳匹配。