[发明专利]一种数据驱动和特征选择的滚齿加工方法

说明书

本发明公开了一种滚齿加工方法，按照以下步骤进行基于数据驱动和特征选择的滚齿工艺参数优化，具体步骤为：（1）实现滚齿工艺参数评价函数的建立；（2）实现滚齿工艺参数组的支持向量回归预测；（3）实现优化滚齿特征及优化滚齿工艺参数的生成。本发明的优点是：针对滚齿特征及工艺数据，利用支持向量回归及樽海鞘算法进行滚齿工艺参数的自适应优化预测，该方法运算简单，误差更小。

技术领域

本发明涉及齿轮加工技术，尤其是涉及一种滚齿加工过程中对工艺参数进行优化的加工方法。

背景技术

在实际滚齿加工中，国内企业优化工艺参数库缺乏，有些甚至没有，仅凭工人或工艺人员的经验来决策，这是对历史加工案例的巨大浪费，且当遇到新的工艺问题时会遇到巨大困难。

国内对滚齿过程中的工艺参数优化研究较少，现有对滚齿工艺参数优化问题的处理方法主要是试验研究和数值模拟，未达到定量分析的阶段。另外，当前能作为优化工艺参数的样本少，神经网络与遗传算法结合的优化方法、图论与实例推理方法等都很难运用，所以将支持向量回归与樽海鞘算法结合的方法应用于滚齿工艺参数优化，并指导加工是新颖的，目前在这方面的研究是欠缺的。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是，怎样提供一种能够有效利用历史加工案例的滚齿加工方法，其能够实现滚齿工艺参数的优化，并将支持向量回归应用数据集的预测，达到运算简单、降低滚齿特征、减少预测误差的目的。

为了解决上述技术问题，本发明中采用了如下的技术方案：

一种数据驱动和特征选择的滚齿加工方法，采用数控滚齿机实行滚齿加工，滚齿加工时，按照以下步骤进行数据集情况下的滚齿加工工艺参数的分析优化，具体步骤为：

(1)实现滚齿工艺参数评价函数的建立；

数据集输入属性，即滚齿特征属性，包括工件模数f₀、压力角f₁、齿数f₂、螺旋角f₃、齿宽f₄、齿坯直径f₅、滚刀直径f₆、滚刀头数f₇和切削深度f₈，输出属性包括滚刀转速r₀、进给量r₁。

综合考虑输入属性个数和输出属性预测精度，得滚齿工艺参数评价函数:

HS为滚刀转速预测的均方误差MSE，HS_m为HS中的最大值，初始值为10^-10，FR为进给量预测的均方误差MSE，FR_m为FR中的最大值，初始值为10^-10，HS、HS_m、FR、FR_m皆为非负实数；FSN为被选中的滚齿特征个数，属于正整数；FN为滚齿特征总个数，属于正整数，FSN≤FN；α+β+γ＝1，α,β,γ∈[0,1]且α,β,γ属于实数，作为优选方案，α,β,γ可分别定为0.45，0.45，0.1。

(2)实现滚齿工艺参数组的支持向量回归预测；