利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法技术

本发明专利技术公开了一种利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法。获取液压机装配体的零件列表，确定各零件间的装配关系和各零件的公差，以零件间装配关系作为零件特征；编制零件编号根据节点间连接关系构建邻接矩阵和边；根据感兴趣节点的最短路径公差链得到感兴趣节点的功能要求矩阵以及节点表示，并建立功能要求向量；确定感兴趣节点的功能要求向量确定节点标签；绘制液压机装配特征图，输入神经网络训练并预测液压机装配体在服役中的偏差。本发明专利技术建立的液压机装配特征图可用于机器学习方法以求取未知表面的偏差，同时为其他复杂机械产品提供了一种新的装配特征图建模思路。模思路。模思路。

【技术实现步骤摘要】
利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法


[0001]本专利技术涉及了一种新装配特征图提取方法和预测产品装配体偏差的方法，提出了一种利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法。

技术介绍

[0002]装配特征建模是现代产品研发过程中的关键一环，装配特征建模质量的好坏、效率的高低直接影响了产品最终质量。装配特征建模一般通过在零件建模的基础上建立零件之间的偏差传递关系实现。现有的偏差传递网络均基于一定的合理假设，例如两特征之间的传递过程沿最短路径；两零件之间存在多组装配关系时沿对偏差传递主要作用的特征进行传递。在液压机装配体中，相邻两个零件之间偏差的传递规律与路径不确定，依据这些假设建立起来的偏差传递模型往往不能反映实际偏差间的耦合规律，难以在实际情况中依据此模型预测得到其他节点的偏差，即缺乏面向实际服役阶段的偏差传递网络。
[0003]由于基于机器学习的方法具有较强的泛化能力，可以对高度复杂的非线性问题进行建模，近年来利用机器学习的方法来求取液压机装配零件表面偏差的技术成为研究的热点。因此需要建立反映液压机装配零件特征间装配关系的特征图，用于机器学习方法的输入，完整的定义基于偏差传递过程的液压机装配特征图。

技术实现思路

[0004]为了解决
技术介绍
中存在的问题，本专利技术提出了一种利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法，可以液压机进行处理。
[0005]本专利技术所采用的技术方案是：
[0006]步骤1：获取液压机装配体的液压机装配图的零件列表，确定液压机装配体中各个零件间的装配关系以及各零件的形位公差、尺寸公差、装配公差，以零件间的装配关系作为零件特征；
[0007]步骤2：根据零件特征构建装配特征图中的节点，根据零件特征编制零件的编号，根据各个节点之间的连接关系构建装配特征图的邻接矩阵；
[0008]步骤3：根据两零件特征之间的公差类型，构建装配特征图中的边；
[0009]步骤4：对于感兴趣的节点，根据感兴趣的节点的公差类型查表得到对应的小位移张量，识别到感兴趣节点的最短路径公差链，计算得到感兴趣节点的功能要求矩阵[FR]以及节点表示h，并对应建立功能要求向量[FR]*；
[0010]步骤5：确定感兴趣节点的功能要求向量[FR]*
中各元素大小确定节点标签；
[0011]步骤6：通过上述五个步骤，绘制基于偏差传递过程的液压机装配特征图，绘制得到的液压机装配特征图输入神经网络训练并预测液压机装配体在服役中产生的偏差。
[0012]具体实施中，所述的产品为液压机，但不限于此。
[0013]所述的步骤2具体为：
[0014]2.1)所述的装配特征图中，以零件特征为节点，一个零件特征的节点数量由零件
特征所具有的公差类型数量决定；对液压机装配体中的每个零件，对零件本身进行数字编号，对零件的实际特征添加小写字母编号，以数字编号在前、小写字母在后作为每个节点在特征装配图中的编号；
[0015]2.2)在特征装配图中，使用两个同心圆表示每个节点，外圈圆为虚线圆代表节点的拟合派生特征D
c
，内圈圆为实线圆代表节点的实际特征S
c
；
[0016]实际特征是根据零件理想化的形状实际加工得到的零件特征；
[0017]拟合派生特征是按照空间位置关系从实际特征提取获得；
[0018]名义派生特征是根据空间位置关系从零件理想化的形状提取获得。
[0019]2.3)根据两两节点之间的关系构建邻接矩阵，邻接矩阵为方阵，邻接矩阵的行列维数均是节点的总个数；
[0020]如果节点v
i
和节点v
j
之间有公差关系且两节点属于不同零件，则A
ij
值为1；
[0021]如果节点v
i
和节点v
i
之间有公差关系且两节点属于同一零件，则A
ii
值为2；
[0022]如果节点v
i
和节点v
j
之间没有公差关系或者i＝j，则A
ij
值为0；
[0023]A
ij
表示邻接矩阵中第i行第j列的元素。
[0024]所述步骤3具体为：
[0025]3.1)所述的装配特征图中，以零件特征间的公差为边，液压机装配体的不同零件的两节点之间或者同一零件的两节点之间或者同一零件的同一节点上，根据公差类型将装配特征图的边按照以下三种方法绘制：
[0026]自参考公差由连接同一个节点的由实线圆出发指向虚线圆的箭头边表示；
[0027]互参考公差由连接同一零件上两个节点的虚线圆的边来表示；
[0028]配合公差由连接属于不同零件上两个节点的实线圆的边来表示；
[0029]其中，自参考公差是由实际特征与其对应的拟合派生特征形成的约束公差类型，互参考公差是相同零件中两个拟合派生特征之间的约束公差类型，配合公差是不同两个零件间相互配合的实际特征间的约束公差类型。
[0030]3.2)每条边根据两节点间的公差类型，在边上方标记对应的几何符号g。
[0031]具体地，形位公差包括垂直度、同心度、平行度、位置度和平面度等符号图形采用与国家标准一致的符号表示，配合公差用符号F表示。
[0032]所述步骤4具体为：
[0033]4.1)在装配体的基底中心位置上建立全局坐标系O，然后在装配体中每一个实际特征的中心位置上建立局部坐标系i；
[0034]节点编号顺序是指先按零件本身的数字编号顺序进行排序，如果零件本身的数字编号相同则按照零件实际特征的小写字母编号顺序进行排序。
[0035]4.2)各个节点之间的公差按节点编号顺序形成公差链，从基底对应的任一节点出发到感兴趣的节点存在多条公差链；
[0036]4.3)对于一条公差链，构造公差链矩阵[FEs]如下所示：
[0037][FE
s
]＝[[FE1]...[FE
N
]][0038]其中，列向量FE
i
是第i个节点的公差对应的小位移张量，i＝1,2,...,N，每个节点根据公差类型查阅表得到对应的小位移张量，N是节点的总数量。
[0039]4.4)对于一条公差链，构造公差链对应的雅克比矩阵[J]如下所示：
[0040][0041]其中，[J]FEi
是第i个节点的子雅克比矩阵；
[0042]第i个节点的子雅克比矩阵[J]FEi
的计算公式如下所示：
[0043][0044]其中，[R
io
]3×3＝[C
xi
,C
yi
,C
zi
]，[R
io
]3×3是局部坐标系i的3个坐标轴在全局坐标系O中的投影矩阵，C
xi
、C
yi
、C
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法，其特征在于：方法包括以下步骤：步骤1：获取液压机装配体的零件列表，确定液压机装配体中各个零件间的装配关系以及各零件的形位公差、尺寸公差、装配公差，以零件间的装配关系作为零件特征；步骤2：根据零件特征构建装配特征图中的节点，根据零件特征编制零件的编号，根据各个节点之间的连接关系构建装配特征图的邻接矩阵；步骤3：根据两零件特征之间的公差类型，构建装配特征图中的边；步骤4：对于感兴趣的节点，根据感兴趣的节点的公差类型查表得到对应的小位移张量，识别到感兴趣节点的最短路径公差链，计算得到感兴趣节点的功能要求矩阵[FR]以及节点表示h，并对应建立功能要求向量[FR]*；步骤5：确定感兴趣节点的功能要求向量[FR]
*
中各元素大小确定节点标签；步骤6：通过上述五个步骤，绘制基于偏差传递过程的液压机装配特征图，绘制得到的液压机装配特征图输入神经网络训练并预测液压机装配体在服役中产生的偏差。2.根据权利要求1所述的一种利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法，其特征在于：所述的步骤2具体为：2.1)所述的装配特征图中，以零件特征为节点；对液压机装配体中的每个零件，对零件本身进行数字编号，对零件的实际特征添加小写字母编号，以数字编号在前、小写字母在后作为每个节点在特征装配图中的编号；2.2)在特征装配图中，使用两个同心圆表示每个节点，外圈圆为虚线圆代表节点的拟合派生特征D
c
，内圈圆为实线圆代表节点的实际特征S
c
；2.3)根据两两节点之间的关系构建邻接矩阵，邻接矩阵为方阵，邻接矩阵的行列维数均是节点的总个数；如果节点v
i
和节点v
j
之间有公差关系且两节点属于不同零件，则A
ij
值为1；如果节点v
i
和节点v
i
之间有公差关系且两节点属于同一零件，则A
ii
值为2；如果节点v
i
和节点v
j
之间没有公差关系或者i＝j，则A
ij
值为0；A
ij
表示邻接矩阵中第i行第j列的元素。3.根据权利要求1所述的一种利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法，其特征在于：所述步骤3具体为：3.1)所述的装配特征图中，以零件特征间的公差为边，不同零件的两节点之间或者同一零件的两节点之间或者同一零件的同一节点上，根据公差类型将装配特征图的边按照以下三种方法绘制：自参考公差由连接同一个节点的由实线圆出发指向虚线圆的箭头边表示；互参考公差由连接同一零件上两个节点的虚线圆的边来表示；配合公差由连接属于不同零件上两个节点的实线圆的边来表示；3.2)每条边根据两节点间的公差类型，在边上方标记对应的几何符号g。4.根据权利要求1所述的一种利用偏差传递的装配特征图进行产品装配体偏差预测方法，其特征在于：所述步骤4具体为：4.1)在装配体的基底中心位置上建立全局坐标系O，然后在装配体中每一个实际特征
的中心位置上建立局部坐标系i；4.2)各个节点之间的公差按节点编号顺序形成公差链，从基底对应的任一节点出发到感兴趣的节点存在多条公差链；4.3)对于一条公差链，构造公差链矩阵[FEs]如下所示：[FE
s
]＝[[FEx] ... [FE
N
]]其中，列向量FE
i
是第i个节点的公差对应的小位移张量，i＝1,2,...,N，N是节点的...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯毅雄，洪兆溪，叶家声，邱皓，
申请(专利权)人：湖州绿色智能制造产业技术研究院，
类型：发明
国别省市：