(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211163016.5 (22)申请日 2022.09.23 (71)申请人 江苏辛艾络科技研发有限公司 地址 226000 江苏省南 通市崇川区永兴街 道弘荣路1号1幢101室 (72)发明人 高瑾　李艳　马明亮　 (51)Int.Cl. G06F 30/17(2020.01) G06F 30/27(2020.01) G06K 9/62(2022.01) G06N 7/00(2006.01) G01D 18/00(2006.01) G01D 5/26(2006.01) G06F 111/08(2020.01) (54)发明名称 一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化方法 及系统 (57)摘要 本发明公开了一种圆光栅编码器装配倾斜 误差优化方法及系统， 涉及圆光栅编码器技术领 域。 一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化方法， 包括以下步骤： 在装配前设置测量基准点， 获取 装配件的加工尺寸误差数据， 对物理空间中的装 配对象进行数据采集， 同时根据采集的数据完善 数字空间中的装配件模型。 本发 明通过拟蒙特卡 洛法进行关键几何误差辨识， 确定关键几何误差 的位置和误差范围， 通过仿真计算得到数字空间 对应的装配性能指标， 在几何形状误差评估模型 的基础上建立形状误差装配模型， 利用最佳装配 角度预测算法， 寻找倾斜误差最小的装配角度作 为最优装配角度， 实现装配倾 斜误差的优化。 权利要求书2页 说明书6页 附图2页 CN 115391959 A 2022.11.25 CN 115391959 A 1.一种圆光 栅编码器装配倾 斜误差优化方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 采集数据， 建立模型： 在装配前设置测量基准点， 获取装配件的加工尺寸误差数据， 对 物理空间中的装配对象进行数据采集， 同时根据采集的数据完善数字空间中的装配件模 型， 建立以码盘安装轮毂与其承载芯轴为划分区域的几何形状误差评估模型， 物理空间和 数字空间为两个平行的虚实空间， 具体包括以下步骤： 设定测量基准点， 建模以及装配过程中的测量数据以基准点为基准， 获取物理空间每 次装配前 的装配件尺寸采集数据， 确定尺寸误差的位置， 并计算装配件不同尺寸误差位置 上尺寸误差数据； 基于拟蒙特卡洛法进行关键几何误差辨识， 确定关键几何误差的位置和误差范围； 针对关键几何误差进行处理， 得到相应的关键误差特征参数， 并将该特征参数基于最 小二乘法的数学拟合建立关键特征参数预测模型， 并采用该模型对关键误差特征参数进 行 预测， 得到关键误差特 征参数预测值； 建立数字空间中的码盘安装轮毂装配件模型与承载芯轴 装配件模型， 将关键几何误差 特征参数预测值完善至码 盘安装轮毂与其承载芯轴的装配件模型中， 做成码 盘安装轮毂装 配件几何形状误差 评估模型和承载芯轴装配件几何形状误差 评估模型； 获取指标， 完善模型： 获取物 理空间对应的码盘安装轮毂与其承载芯轴装配性能指标， 并通过仿真计算得到数字空间对应的装配性能指标， 在几何形状误差评估模型的基础上建 立形状误差装配模型； 计算最优装配角： 构建特定角度的输入集， 利用最佳装配角度 预测算法， 寻找倾斜误差 最小的装配角度作为最优装配角度， 利用形状误差装配模型进行装配倾斜误差计算和分配 补偿参数； 优化装配过程： 根据确定的最优补偿方案， 对物 理空间中的装配过程进行指导装调， 修 正补偿存在的装配误差 。 2.如权利要求1所述的一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化方法， 其特征在于： 所述设 定测量基准 点， 计算装配件不同尺寸 误差位置上尺寸 误差数据具体包括以下步骤： 对装配件的结构进行简化， 设定测量的基准点， 并对基准点进行标记， 不同装配件的基 准点要统一， 并对围绕基准 点测定的参数进行设定； 采集装配件的几何参数， 几何参数围绕基准点测定， 并与设定值进行比对， 判断装配件 的尺寸误差位置， 计算装配件误差位置上尺寸 误差数据。 3.如权利要求1所述的一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化方法， 其特征在于： 所述建 立几何形状误差 评估模型具体包括以下步骤： 根据物理空间中的装配对象， 整理待装配零部件的种类和数量， 包括码盘安装轮毂和 承载芯轴， 理清待装配零部件之间的安装组合关系； 根据整理的待装配零部件的种类和数量及理清的所述待装配零部件之间的安装组合 关系， 建立数字空间中的装配件 模型； 将获取的关键误差特征参数预测值完善至装配件模型内， 建立对应的码盘安装轮毂装 配件几何形状误差 评估模型和承载芯轴装配件几何形状误差 评估模型。 4.如权利要求1所述的一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化方法， 其特征在于： 所述装 配性能指标包括摩擦力矩、 偏心力矩、 点扩散函数和调制传递 函数。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115391959 A 25.如权利要求1所述的一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化方法， 其特征在于： 所述特 定角度的输入集中包含有以下角度： 0 °、 30°、 60°、 90°、 120°、 150°、 180°、 210°、 240°、 270°、 300°和330°， 采用以上角度间隔对 装配件进行装配。 6.如权利要求1所述的一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化方法， 其特征在于： 所述优 化装配过程： 具体包括以下步骤： 评估和调整结构定位工装的位置， 利用结构定位工装确保结构装配站位的准确性； 选用获取的最优 装配角度， 以最优 装配角度进行装配； 以最优装配角度 下的装配倾斜偏差预测值为输入变量， 以测角倾斜误差补偿值为输出 变量， 实现对小尺寸圆光 栅编码器测角精度的精准补偿。 7.一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化系统， 应用于如权利要求1 ‑6任一项所述的圆 光栅编码器装配倾 斜误差优化方法中， 其特 征在于， 包括： 数据采集模块， 用于对物理空间中的装配件进行数据采集， 包括码盘安装轮毂的几何 尺寸采集和承载芯轴的几何尺寸采集， 构建数据集， 对物理空间中的装配件的数据集进行 聚类处理， 形成装配件特 征参数； 模型建造模块， 用于收集装配件特 征参数以及计算和预测参数， 建立数字模型； 指标获取模块， 用于在装配过程 时， 对物理空间中的装配环节进行性能测试， 获取物 理 空间对应的装配性能指标， 并通过仿真计算得到数字空间对应的装配性能指标； 补偿控制模块， 用于根据物 理空间实测的装配性 能指标和数字空间计算的装配性能指 标， 通过完善数据后的计算模型进行装配误差计算和分配补偿参数， 并预测进行参数补偿 之后的装配性能指标， 确定最优补偿方案； 装调指导模块， 用于根据确定的所述最优补偿方案， 对物理空间中的装配过程进行指 导装调， 修 正补偿存在的装配误差 。 8.如权利要求7所述的一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化系统， 其特征在于： 所述模 型建造模块建造的数字模型包括装配件模型、 几何形状误差评估模型和形状误差装配模 型。 9.如权利要求8所述的一种圆光栅编码器装配倾斜误差优化系统， 其特征在于： 所述模 型建造模块的工作步骤如下： 使用计算机辅助设计软件在三维空间中设计数字模型， 将数字模型集成到用于数字模 型的空间环境中， 从而允许从各种视角对数字模型的可视化； 将获取的完善数据分步增加到数字模型中， 以区别于原始数字模型， 建造成几何形状 误差评估模型； 获取仿真数据， 进一 步完善数字模型， 建成形状误差装配模型。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115391959 A 3