[发明专利]考虑全误差信息因素的蜗轮母机精度主动设计分配方法

权利要求书

1.一种考虑全误差信息因素的蜗轮母机精度主动设计分配方法，其特征在于：包括如下步骤：

1)根据蜗轮母机联动轴联动关系，确定蜗轮母机包括运动误差项和装配误差项的全误差信息因素，建立蜗轮母机的综合误差模型；

2)以蜗轮母机最小化制造成本为优化目标，考虑蜗轮母机全误差信息因素，包括X轴、Y轴、Z轴、A轴、C轴、M轴分别在xyz方向上的位置误差与姿态误差，分别建立蜗轮母机的直线副成本函数、旋转副成本函数和装配成本函数；基于上述成本函数，得到蜗轮母机的综合成本函数；

3)以蜗轮母机的精度可靠性为约束条件，基于蜗轮母机的综合成本函数，建立精度分配优化模型；

4)对蜗轮母机的精度分配优化模型进行优化求解，得到蜗轮母机的每一项运动误差项和装配误差项的分配精度；

所述步骤1)中，蜗轮母机的运动误差项包括：

X轴分别在xyz方向上的位置误差：_Xδ_x，_Xδ_y，_Xδ_z；X轴分别在xyz方向上的姿态误差：_Xε_x，_Xε_y，_Xε_z；

Y轴分别在xyz方向上的位置误差：_Yδ_x，_Yδ_y，_Yδ_z；Y轴分别在xyz方向上的姿态误差：_Yε_x，_yε_y，_Yε_z；

Z轴分别在xyz方向上的位置误差：_Zδ_x，_Zδ_y，_Zδ_z；Z轴分别在xyz方向上的姿态误差：_Zε_x，_Zε_y，_Zε_z；

A轴分别在xyz方向上的位置误差：_Aδ_x，_Aδ_y，_Aδ_z；A轴分别在xyz方向上的姿态误差：_Aε_x，_Aε_y，_Aε_z；

C轴分别在xyz方向上的位置误差：_Cδ_x，_Cδ_y，_Cδ_z；C轴分别在xyz方向上的姿态误差：_Cε_x，_Cε_y，_Cε_z；

M轴分别在xyz方向上的位置误差：_Mδ_x，_Mδ_y，_Mδ_z；M轴分别在xyz方向上的姿态误差：_Mε_x，_Mε_y，_Mε_z；

蜗轮母机的装配误差项包括：

C轴与X轴间装配角度误差分别在xyz方向上的分量：

X轴与Z轴间装配角度误差分别在xyz方向上的分量：

Z轴与A轴间装配角度误差分别在xyz方向上的分量：

A轴与Y轴间装配角度误差分别在xyz方向上的分量：

Y轴与M轴间装配角度误差分别在xyz方向上的分量：

C轴与X轴间装配位置误差分别在xyz方向上的分量：

X轴与Z轴间装配位置误差分别在xyz方向上的分量：

Z轴与A轴间装配位置误差分别在xyz方向上的分量：

A轴与Y轴间装配位置误差分别在xyz方向上的分量：

Y轴与M轴间装配位置误差分别在xyz方向上的分量：

蜗轮母机的综合误差模型为：

其中，δx、δy、δz、εx、εy、εz分别为蜗轮母机的综合位姿误差项；M为M轴上当前转动角度；A为A轴上当前转动角度；X为X轴上当前行进位置；Y为Y轴上当前行进位置；Z为Z轴上当前行进位置；

所述步骤2)中，蜗轮母机的直线副成本函数为：

其中，a为与控制系统直线定位精度相关的单位长度模糊成本系数；b为与直线导轨设计精度相关的单位长度模糊成本系数；L_X、L_Y、L_Z分别为X、Y、Z轴的长度；

蜗轮母机的旋转副成本函数为：

其中，c为与控制系统旋转定位精度相关的单位直径模糊成本系数；d为与旋转轴设计精度相关的单位直径模糊成本系数；D_C、D_A、D_M分别为C、A、M轴的直径；

蜗轮母机的装配成本函数为：

其中，i和j为相邻两个轴的符号，m_ij为与相邻两个轴装配精度相关的模糊成本系数；

得到蜗轮母机的综合成本函数为：

F(Error)＝k₁(F_X+F_Y+F_Z)+k₂(F_C+F_A+F_M)+k₃∑FA_ij

其中，Error代表蜗轮母机的所有运动误差项和装配误差项，k₁、k₂、k₃为各类成本的权重系数。