專利名稱：：基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及齒輪修形工藝領(lǐng)域，主要是一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法。
背景技術(shù)：
：由于齒輪存在著加工及安裝誤差，傳動(dòng)過程中還存在著彈性變形及熱變形，因此需要對齒輪進(jìn)行齒廓修形和齒向修鼓，傳統(tǒng)的齒輪修形工藝對于難加工齒面，脆性材料以及結(jié)構(gòu)與形狀復(fù)雜的齒輪(如雙聯(lián)齒，多聯(lián)齒，準(zhǔn)雙曲面齒輪，螺旋齒等)存在著較大的局限性。目前對于齒輪修形的方法主要是機(jī)械修形法，它主要有分為以下幾種方法機(jī)械仿形(靠模法)它是利用在加工漸開線齒輪時(shí)，改變切深，齒輪只是在齒向齒厚方向發(fā)生變化的原理來實(shí)現(xiàn)齒向修形的。加丁時(shí)，在加工量比規(guī)定值大的位置切入，并逐漸退刀至齒寬中點(diǎn)，再逐漸進(jìn)刀至切完，即可加工出鼓形齒，這種加工進(jìn)給裝置可用液壓進(jìn)給式、進(jìn)給絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)式、凸輪進(jìn)給式等。萊歇爾公司的2B齒輪磨床和馬格齒輪磨床都是采用這一原理修形的。這種運(yùn)動(dòng)復(fù)雜，設(shè)備造價(jià)高，可用電仿型裝置代替即用電感儀校修形模板來控制徑向進(jìn)給機(jī)構(gòu)的伺服電機(jī)，達(dá)到雙向進(jìn)給調(diào)整切深，從而加丁出鼓形齒的目的。普通修形對刀具進(jìn)行特殊修磨即可實(shí)現(xiàn)剃齒修緣.也可修鼓。另外，還有磨齒修形，其設(shè)備的加工運(yùn)動(dòng)較復(fù)雜。數(shù)控修形其原理是以大齒輪的齒向?yàn)榛鶞?zhǔn)，通過共扼副在跑合架上的嚙合，測量裝置可測得齒向誤差，誤差值經(jīng)汁算機(jī)換算成小齒輪的修形絲后，再經(jīng)自控系統(tǒng)指揮銑頭進(jìn)行加工。另外還有電火花修形等方法。這些方法一個(gè)共同的缺點(diǎn)就是對于硬齒面，脆性齒面，復(fù)雜齒面(如多聯(lián)齒，準(zhǔn)雙曲而齒，螺旋齒等)等的修形具有較大的難度和局限性性，而電化學(xué)齒輪修形則是解決以上難題的有效方法。電化學(xué)齒輪修形的基本原理是基于電解加工過程中陽極溶解的原理，將被加工零件作為陽極放置于電解液中，通以直流電后零件表面金屬發(fā)生陽極溶解而被去除，達(dá)到電化學(xué)加工的目的.在電解液的電場中，電力線越密集，則電流密度越大，該處金屬去除量也較多，所以有效地控制電力線分布即可對規(guī)則零件進(jìn)行可控去除.電化學(xué)齒輪修形的基本思想是在電解液中以齒輪為陽極，以另一金屬為陰極，當(dāng)通以電流后，由于齒輪輪齒形狀的特點(diǎn)，在齒面齒頂位置的電力線較為集中，而靠近齒根部位的電力線則逐漸稀疏，因此齒頂部位的修形量要大于齒根部位的修形量，這樣可達(dá)到齒廓修形的目的，同時(shí)由于齒輪齒向兩端形成的電力線在棱角處較為集中，故齒端的齒面在電化學(xué)加工時(shí)金屬的去除暈要多于中間齒面，在一定程度上滿足了齒向修形的要求。電化學(xué)齒輪修形是一種極有價(jià)值的工藝方法，修形的同時(shí)可提高齒形精度，去除齒輪加T毛刺，降低齒面表面粗糙度及摩擦系統(tǒng)，減少齒輪嚙合噪聲，提高其抗膠合能力及使用壽命。具有加工成本低，適應(yīng)性強(qiáng)，加丁設(shè)備無需復(fù)雜的機(jī)械運(yùn)動(dòng)，可加工結(jié)構(gòu)形狀復(fù)雜，齒面硬度很高及常規(guī)修形方法無法加工的各類齒輪，是一種實(shí)用、高效、經(jīng)濟(jì)的加工方法。盡管電化學(xué)齒輪修形方法是解決這些齒輪修形的難題的有效方法。電化學(xué)修形過程中，由于加工的影響參數(shù)較為復(fù)雜，有的加工影響因素甚至交替作用，因此給加工控制帶來了不確定性因素針對電化學(xué)齒輪加工，為了使加工進(jìn)行自動(dòng)化，需要設(shè)計(jì)能夠自動(dòng)控制加工參數(shù)的白動(dòng)化裝置，因此發(fā)明者發(fā)明了一種通用的控制裝置可適應(yīng)多種齒輪的電化學(xué)修形的實(shí)時(shí)控制新裝置。另外，針對加工量與加工影響參數(shù)的復(fù)雜性及不確定性，發(fā)明者采用了基于智能控制的方法，從而提高了加工的可靠性及控制精度。該裝置可廣泛地應(yīng)用于電化學(xué)加工(ECM)的自動(dòng)化及控制系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)。具有廣闊的應(yīng)用前景。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明要解決上述現(xiàn)有的缺點(diǎn)，提供一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法，不僅可實(shí)現(xiàn)電化學(xué)齒輪加工的自動(dòng)化，而且協(xié)同控制工件的旋轉(zhuǎn)速度及陰極滑塊的移動(dòng)速度，可完成對復(fù)雜形狀的輪齒修形加工。本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用的技術(shù)方案。這種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法，該方法包括如下步驟(1)、在修形時(shí)，根據(jù)修形量和修形區(qū)域的要求以及齒輪材料的性質(zhì)，控制系統(tǒng)根據(jù)角位置傳感器檢測到輪齒與滑塊的相對位置，控制可控電源施加在陰極滑塊與陽極齒輪間的電流大小，即電化學(xué)加工電流；(2)、控制系統(tǒng)控制陰極滑塊相對輪齒在不同位置時(shí)的移動(dòng)速率，實(shí)質(zhì)上是控制輪齒不同部位的電化學(xué)加工時(shí)間，通過對以上兩個(gè)參數(shù)的控制，可以使輪齒在不同部位的金屬蝕除量不同，從而達(dá)到整個(gè)輪齒齒向修鼓和齒廓修緣的目的；(3)、當(dāng)加工一個(gè)輪齒后，進(jìn)行另一個(gè)輪齒的加工，根據(jù)同樣的原理，系統(tǒng)通過控制輪齒在不同位置時(shí)滑塊與輪齒的相對移動(dòng)速率與施電電流的大小，使該輪齒在一定的位置時(shí)對應(yīng)一定的金屬蝕除量，從而滿足修形的要求，如此往復(fù)，直至所有的輪齒都加工完畢。本發(fā)明在對某一輪齒進(jìn)行修形時(shí)，只要齒輪以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滑塊沿齒輪軸向以相應(yīng)的速度移動(dòng)，保證滑塊始終沿輪齒頂移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)輪齒與滑塊相對確定的位置關(guān)系。本發(fā)明所述的施電電流的控制精度具體方法如下(1)、針對輪齒某處采用電化學(xué)修形時(shí)獲取目標(biāo)電流通過大量的實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理，得到齒面修形要求與加工電流大小及加工時(shí)間的關(guān)系，加工時(shí)間即反應(yīng)陰極滑塊的移動(dòng)速度，滑塊移動(dòng)速度越小則加工時(shí)間越長，反之越短；(2)、根據(jù)集流環(huán)采集的滑塊與輪齒在不同位置實(shí)際電化學(xué)修形加工電流的信號(hào)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào)，將該數(shù)字信號(hào)與目標(biāo)電流進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際檢測的電流大于目標(biāo)電流時(shí)，控制系統(tǒng)即減小加工電流，反之增加加工電流。本發(fā)明有益的效果是根據(jù)加工要求與加工影響參數(shù)關(guān)系的復(fù)雜性，該方法可以適用于齒輪修形的自動(dòng)化，提高齒輪修形的可控性及控制精度，也適合諸如軸承等傳動(dòng)部件的修形，同時(shí)能適應(yīng)于電化學(xué)加:「領(lǐng)域的其它加工的自動(dòng)化及控制，具有廣闊的應(yīng)用前景。圖1是本發(fā)明的齒輪修形的結(jié)構(gòu)示意圖2是本發(fā)明的實(shí)時(shí)控制的電化學(xué)齒輪修形系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖3工件的旋轉(zhuǎn)和陰極滑塊協(xié)同控制示意圖4是輪齒各點(diǎn)位置與對應(yīng)修形量的關(guān)系圖5是BP網(wǎng)絡(luò)加工模型示意附圖標(biāo)記說明l一第一步進(jìn)電機(jī)；2—第二步進(jìn)電機(jī)；3—換向控制器；4—電流計(jì)；5—放大器；6一A/D轉(zhuǎn)換模塊；7-控制計(jì)算機(jī)；8—D/A轉(zhuǎn)換模塊；9一可控直流電源；IO—左換向器；ll一右換向器；12—陰極滑塊；13—加工槽(DUT#1電解液)；14一第一角位移傳感器；15—第—角位移傳感器；16—工件齒輪；17—絕緣聯(lián)軸器；18—電刷，19-齒廓修緣，20-齒向修鼓，21-正常齒廓，22-正常齒向，23-陰極滑塊移動(dòng)速度，24-復(fù)雜輪齒的齒向，25-齒輪工件旋轉(zhuǎn)速度。具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖及實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。1、實(shí)時(shí)控制的電化學(xué)齒輪修形裝置的設(shè)計(jì)圖1所示為齒輪齒廓修緣及齒向修鼓的概念，在齒廓上的除去為齒廓修緣19，而在齒向上的修形為鼓形，閑此也叫齒向修鼓20，21是正常齒廓，22是正常齒向。電化學(xué)加工是基于電解加工過程陽極溶解的原理，將被加工齒輪作為陽極置于電解液中，陰極與陽極之間通屯后形成電場，電場的方向即電力線的方向，場強(qiáng)正比于電力線密度、電位梯度；電流密度乂正比于電位梯度，因而在工件上某點(diǎn)的電流密度正比于該點(diǎn)的電力線密度和等位面密度。在電化學(xué)加工的條件下，電解液中電流的路徑即為電力線。工件和陰極皆為導(dǎo)體，在陽極和陰極各點(diǎn)間電位差是相同的，但各點(diǎn)處的電力線路徑不同，由歐姆定律容易得知在陽極和陰極靜態(tài)時(shí)電流在電極表面上分布不均勻?；谶@些，可以通過控制電加工參數(shù)來對工件進(jìn)行去除加丄。實(shí)時(shí)控制的電化學(xué)齒輪修形裝置的結(jié)構(gòu)如圖2所示，修形加工時(shí)，將被加工齒輪16經(jīng)前處理后安裝在回轉(zhuǎn)軸之前，通過絕緣聯(lián)軸器17聯(lián)在一起，在回轉(zhuǎn)軸的另一端有角位移傳感器(光柵編碼器)15，可用來檢測齒輪的轉(zhuǎn)角，并將位置信號(hào)輸送給計(jì)算機(jī)，作為控制步進(jìn)電機(jī)的依據(jù)。陰極滑塊12通過內(nèi)螺紋與絲桿相連，絲桿的一端通過一對齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)被步進(jìn)電機(jī)2驅(qū)動(dòng)，另一端同樣裝有角位移傳感器14，用來檢測陰極滑塊12相對齒面的位置，并輸送給計(jì)算機(jī)7作為計(jì)算機(jī)控制電化學(xué)修形施加電流的主要依據(jù)。在絲桿的兩端各有換向繼電器開關(guān)，當(dāng)滑塊左向至極限位置時(shí)，換向開關(guān)11將信號(hào)輸送給轉(zhuǎn)速換向控制器3，控制器即改變步進(jìn)屯機(jī)2的轉(zhuǎn)向，從而使絲桿帶動(dòng)滑塊右行；同時(shí)當(dāng)滑塊右行到極限時(shí)左行開頭將信號(hào)輸送給控制器3，通過控制器3控制2的轉(zhuǎn)向又能使滑塊左行。圖中4為檢流器，5為電流放大器6為A/D轉(zhuǎn)換器；8為D/A轉(zhuǎn)換器；9為可控電源；13為電化學(xué)加丄槽(內(nèi)裝DUT#1電解注)；18為電刷。在對某一輪齒進(jìn)行修形時(shí)，為了保證滑塊始終沿輪齒頂移動(dòng)，只要輪齒以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滑塊沿齒輪軸向以相應(yīng)的速度移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)輪齒與滑塊相對確定的位置關(guān)系。由于滑塊是通過絲桿帶動(dòng)，而輪齒的旋轉(zhuǎn)又是通過步進(jìn)電機(jī)直接驅(qū)動(dòng)的，因而計(jì)算機(jī)容易通過轉(zhuǎn)速換向控制器協(xié)同控制步進(jìn)電機(jī)動(dòng)1和2的轉(zhuǎn)速達(dá)到滑塊在被加工輪齒表面相對移動(dòng)的目的。由于輪齒在不同部位的修形量不同，而用電化學(xué)加工方法對齒輪進(jìn)行修形時(shí)，主要是控制不同位置的金屬蝕除量來滿足修形的要求。根據(jù)法拉第屯解定律「=7^*=7^0，式中「一加工工件金屬體積去除量(《3);A—加工工件金屬材料體積電化學(xué)當(dāng)量(w3/c);i—電流密度/一加工時(shí)間(s);"—電流效率；Q~加工電量(c)。一定材料的齒輪電化學(xué)修形加工時(shí)，電化學(xué)當(dāng)時(shí)K是確定的，金屬蝕除量主要取決丁加工電流I的大小及加工時(shí)間(t)的長短，我們所設(shè)計(jì)的修形裝置實(shí)際上就是控制這兩個(gè)參數(shù)。在修形時(shí)，根據(jù)修形量和修形區(qū)域的要求以及齒輪材料的性質(zhì)，控制系統(tǒng)可根據(jù)角位置傳感器14和15檢測到輪齒與滑塊的相對位置，控制可控電源施加在陰極滑塊與陽極齒輪間的電流大小(即電化學(xué)加工電流)；與此同時(shí)，控制系統(tǒng)不定期能調(diào)節(jié)步進(jìn)電動(dòng)機(jī)1和2的轉(zhuǎn)速達(dá)到控制陰極滑塊相對輪齒面在不同位置時(shí)的移動(dòng)速率，實(shí)質(zhì)上是控制輪齒不同部位的電化學(xué)加工時(shí)間。通過對以上兩個(gè)參數(shù)的控制，可以使輪齒在不同部位的金屬蝕除量不同，從而達(dá)到整個(gè)輪齒齒向修鼓和齒廓修緣的目的。當(dāng)加工一個(gè)輪齒后，控制系統(tǒng)調(diào)節(jié)步進(jìn)電機(jī)1旋轉(zhuǎn)至與之相鄰的另一個(gè)輪齒，根據(jù)同樣的原理，系統(tǒng)通過控制輪齒在不同位置時(shí)滑塊與輪齒的相對移動(dòng)速率與施電電流的大小，使該輪齒在一定的位置時(shí)對應(yīng)一定的金屬蝕除量，從而滿足修形的要求，如此往復(fù)，直至所有的輪齒都加工完畢。為了施電電流的控制精度，裝置采用了閉環(huán)控制方式，即根據(jù)集流環(huán)采集的滑塊與輪齒在不同位置實(shí)際電化學(xué)修形加工電流的信號(hào)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào)輸送給計(jì)算機(jī)，計(jì)算機(jī)將此值與目標(biāo)電流值(目標(biāo)電流值是我們針對輪齒某處采用電化學(xué)修形時(shí)優(yōu)化出來的最佳加工電流，通過大量的實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理，得到齒面修形要求與加工電流大小及加工時(shí)間的關(guān)系，加工時(shí)間即反應(yīng)陰極滑塊的移動(dòng)速度，滑塊移動(dòng)速度越小則加工時(shí)間越長，反之越短)進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際檢測的電流大于目標(biāo)電流時(shí)，控制系統(tǒng)即減小加工電流，反之增加加工電流。對于特殊齒向形狀的齒輪修形，如螺旋齒(或準(zhǔn)雙曲面齒)，如圖3所示，23是陰極滑塊移動(dòng)速度、24是復(fù)雜輪齒的齒向和25是齒輪工件旋轉(zhuǎn)速度，只要協(xié)調(diào)控制好工件的轉(zhuǎn)速及陰極滑塊的移動(dòng)速度，該裝置就能保證陰極滑塊始終沿著輪齒齒向方向上平行移動(dòng)，從而可對復(fù)雜輪齒進(jìn)行修形加工。2、電化學(xué)加工去除規(guī)律的數(shù)學(xué)模型的建立在一定的加工電壓和電解液參數(shù)條件下(含電解液成份、電解液溫度等)，某瞬時(shí)齒面上能加工到的點(diǎn)距陰極滑塊有一個(gè)極限值，這個(gè)極限值稱為截?cái)嚅g隙，也就是說只有在截?cái)嚅g隙的范圍內(nèi)，金屬才能被溶解去除。設(shè)施電電流沿工件表面相對位置分布函數(shù)為/(X),陰極滑塊相對于工件以速度V(X)掃描工件表面進(jìn)行加工，則加工時(shí)間^后，沿工件表面上任意一點(diǎn)X處的去除深度為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>式中r一陰極對^點(diǎn)的掃描時(shí)間；f一工件的電化學(xué)加工時(shí)間;」[/，V]—單位時(shí)間去除量分布密度幅值如<formula>formulaseeoriginaldocumentpage7</formula>通過上面的分析，可以由電化學(xué)加工的電流密度""，求取加工去除量77(^，但由工件表面上所需修形量沿加工方向的分布￡")，求取施電電流規(guī)律7")卻是相當(dāng)困難的，尤其是實(shí)測出的￡")往往還是離散性變量形式，而非解析函數(shù)式表達(dá)，另外，工件在加工過程中，電解液的化學(xué)成份、加工間隙及施電電流的大小將會(huì)發(fā)生微小的變化，安裝加工設(shè)置時(shí)也會(huì)存在一定的誤差，從而造成各個(gè)變量、參數(shù)之間交互作用，這給求取最終的施電電流的結(jié)果帶來了很大的不便，使得這-求解過程變得相當(dāng)復(fù)雜。如何建立一種行之有效的方法，以能簡潔可靠地由￡")求解出7(力來。經(jīng)過大量的論證，我們認(rèn)為通過人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，可以避開數(shù)學(xué)模型內(nèi)部各個(gè)參數(shù)之間的復(fù)雜關(guān)系，直接求出"維空間向M維空間的映射，為反求電化學(xué)齒輪修形施電電流規(guī)律帶來了極大的方便。3.BP網(wǎng)絡(luò)運(yùn)算的基本原理人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)是在生物學(xué)中神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)理論基礎(chǔ)上，簡化了復(fù)雜結(jié)構(gòu)的偏微分方程模型，構(gòu)成了多個(gè)神經(jīng)元互聯(lián)的權(quán)和閾值，得到一定的輸出值，通過不斷調(diào)節(jié)聯(lián)接權(quán)和閾值，這就構(gòu)成了人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的學(xué)習(xí)過程，然后把需要確定輸出、輸入關(guān)系的數(shù)值讀入到已經(jīng)訓(xùn)練過的人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，就可以對實(shí)際輸出結(jié)果進(jìn)行預(yù)測。B—P網(wǎng)絡(luò)是由非線性變換單元組成的前饋式網(wǎng)絡(luò)，它的學(xué)習(xí)算法與學(xué)習(xí)律屬于有導(dǎo)師的算法。設(shè)、，&，……，^為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，yi，^，……y"為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出，對非線性變換的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，則輸入輸出的關(guān)系滿足非線性單調(diào)上升的函數(shù)，有<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula><formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>式(1)表不神經(jīng)元的輸入累加值，w"表示神經(jīng)元的權(quán)值，《表示閾值，^表示神經(jīng)元的輸出；式(2)為狀態(tài)方程，"J表示神經(jīng)元的狀態(tài)；/("」)為轉(zhuǎn)換函數(shù)，是單調(diào)上升的有界函數(shù)；式(3)在非線性變換下一般取為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>(4)可以看出，/("》是一個(gè)連續(xù)可微的函數(shù)，它的一階導(dǎo)數(shù)存在，聯(lián)接權(quán)的解析式十分明顯，其學(xué)習(xí)算法稱為反向傳播法，即B^P算法。設(shè)輸入層是"個(gè)神經(jīng)元，即輸入為"維矢量:輸出M維欠量:7"7=[^......;輸出層有w個(gè)神經(jīng)元，即設(shè)輸入層與中間層的聯(lián)接權(quán)"，閾值為"，中間層與輸出《層的聯(lián)接權(quán)為"^，閾值為、則關(guān)系式滿足<formula>formulaseeoriginaldocumentpage8</formula>上式函數(shù),(w)滿足式(4)。以上兩式的實(shí)質(zhì)就是B—P網(wǎng)絡(luò)"維空間的映射FB—P算法的學(xué)習(xí)過程實(shí)質(zhì)就是用實(shí)際的映射對'7i)，(^2,^)，……，(義P'&)作為人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)說明書第7/8頁的學(xué)習(xí)導(dǎo)師，再利用人工神經(jīng)得出映射(X1，Y1')，(X2，Y2'),……，(Xp，Yp')與實(shí)際映射對的誤差，不斷修改聯(lián)接權(quán)和閾值，使二者盡可能接近。當(dāng)我們對某一齒輪進(jìn)行修形加工時(shí)，我們可事先根據(jù)實(shí)驗(yàn)，測得多組修形量與修形參數(shù)的數(shù)據(jù)，利用這些數(shù)據(jù)作為樣本數(shù)據(jù)對BP網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行訓(xùn)練直至網(wǎng)絡(luò)收斂，這樣將此映射關(guān)系作為實(shí)際加丁的依據(jù)。具體加工時(shí)，根據(jù)檢測到的參數(shù)，即可實(shí)時(shí)地給出控制輸出量，從而完成齒輪的修形加丁.，以下通過實(shí)例加以說明。4、加工實(shí)例以某齒輪修形加工為例，用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)求解實(shí)時(shí)控制的電化學(xué)齒輪修形的施電規(guī)律。為了提高修形的效率，根據(jù)齒輪修形的特點(diǎn)(齒輪齒向修形的特點(diǎn)是兩端蝕除量多，而中間蝕除量相對耍少一些)，事先設(shè)定陰極滑塊與加工輪齒齒面的相對運(yùn)動(dòng)速度v(x)為<formula>formulaseeoriginaldocumentpage9</formula>式中v^^為陰極滑塊在齒面中點(diǎn)的速度(實(shí)際加工時(shí)，我們根據(jù)多次實(shí)驗(yàn)取Vm=5附附/^)，T為加丄一個(gè)輪齒的時(shí)間(對于該雙曲線齒輪我們?nèi)=30s)。T-面陰極的尺寸為6二30ww(約與法向基節(jié)同)，/=10附附，電解加丄間隙J^18/w"，采用自制電解液DUTttl(30%//3尸(94+65%//2504+5%甘油)，系統(tǒng)能達(dá)到最大電流為100A。齒向修形量五(x)與x的函數(shù)關(guān)系如圖4所示。依據(jù)前面所述的多層神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)傳播理論(5adi:-propaga/iow，簡稱B—P網(wǎng)絡(luò))。當(dāng)電解液一定時(shí)，修形量的分布五(x)、陰極滑塊相對齒面的速度v(x)、加工間隙5和加工時(shí)間f是決定旋電電流分布/(;c)的決定性因素。以^、五(x)和v(x)為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入層，將施電電流分布作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸出層，中間隱含一層隱層，如圖5所示構(gòu)成人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。對滿足條件20組試驗(yàn)數(shù)據(jù)(限于篇幅，數(shù)據(jù)未列出)進(jìn)行訓(xùn)練學(xué)習(xí)，從而調(diào)節(jié)神經(jīng)元之間的聯(lián)接權(quán)和閾值，使其映射獲得成功。取學(xué)習(xí)步長義=0.75,動(dòng)量因子為0.5的條件下，對樣本訓(xùn)練35000次，網(wǎng)絡(luò)達(dá)到全局收斂，記錄網(wǎng)絡(luò)收斂時(shí)各連接權(quán)值和閾值，利用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)自身的預(yù)測功能，對于要求加工的修形量五(x)，可以反求出加工所需要的的施加電流/(X)。通過求得的施電電流/O),對準(zhǔn)雙曲線大齒輪進(jìn)行電化學(xué)修形加工，按要求加工12分鐘后比較實(shí)際修形量/ZOc)與要求修形量五(x)的加工誤差，比較結(jié)果如表1所示。表1神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)逼近誤差的比較<table>tableseeoriginaldocumentpage9</column></row><table><table>tableseeoriginaldocumentpage10</column></row><table>(注:測量點(diǎn)是沿某輪齒向方向上每約1.4tran處取一樣本點(diǎn))預(yù)測值與實(shí)際計(jì)算是相對接近的，這表明應(yīng)用人工神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)在已知修形量去反求取施電電流規(guī)律是切實(shí)可行的。除上述實(shí)施例外，本發(fā)明還可以有其他實(shí)施方式。凡采用等同替換或等效變換形成的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明要求的保護(hù)范圍。權(quán)利要求1、一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法，其特征是該方法包括如下步驟(1)、在修形時(shí)，根據(jù)修形量和修形區(qū)域的要求以及齒輪材料的性質(zhì)，控制系統(tǒng)根據(jù)角位置傳感器檢測到輪齒與滑塊的相對位置，控制可控電源施加在陰極滑塊與陽極齒輪間的電流大小，即電化學(xué)加工電流；(2)、控制系統(tǒng)控制陰極滑塊相對輪齒在不同位置時(shí)的移動(dòng)速率，實(shí)質(zhì)上是控制輪齒不同部位的電化學(xué)加工時(shí)間，通過對以上兩個(gè)參數(shù)的控制，使輪齒在不同部位的金屬蝕除量不同，從而達(dá)到整個(gè)輪齒齒向修鼓和齒廓修緣的目的；(3)、當(dāng)加工一個(gè)輪齒后，進(jìn)行另一個(gè)輪齒的加工，根據(jù)同樣的原理，系統(tǒng)通過控制輪齒在不同位置時(shí)滑塊與輪齒的相對移動(dòng)速率與施電電流的大小，使該輪齒在一定的位置時(shí)對應(yīng)一定的金屬蝕除量，從而滿足修形的要求，如此往復(fù)，直至所有的輪齒都加工完畢。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法，其特征是在對某一輪齒進(jìn)行修形時(shí)，只要齒輪以一定轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)，滑塊沿齒輪軸向以相應(yīng)的速度移動(dòng)，保證滑塊始終沿輪齒頂移動(dòng)，即可實(shí)現(xiàn)輪齒與滑塊相對確定的位置關(guān)系。3、根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法，其特征是所述的施電電流的控制精度具體方法如下(1)、針對輪齒某處采用電化學(xué)修形時(shí)獲取目標(biāo)電流通過實(shí)驗(yàn)及數(shù)據(jù)處理，得到齒面修形要求與加工電流大小及加工時(shí)間的關(guān)系，加工時(shí)間即反應(yīng)陰極滑塊的移動(dòng)速度，滑塊移動(dòng)速度越小則加工時(shí)間越長，反之越短；(2)、根據(jù)集流環(huán)采集的滑塊與輪齒在不同位置實(shí)際電化學(xué)修形加工電流的信號(hào)，經(jīng)AD轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換到數(shù)字信號(hào)，將該數(shù)字信號(hào)與目標(biāo)電流進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際檢測的電流大于目標(biāo)電流時(shí)，控制系統(tǒng)即減小加工電流，反之增加加工電流。全文摘要本發(fā)明涉及一種基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)智能控制的電化學(xué)齒輪修形的方法，包括如下步驟(1)在修形時(shí)，根據(jù)修形量和修形區(qū)域的要求以及齒輪材料的性質(zhì)，控制系統(tǒng)根據(jù)角位置傳感器檢測到輪齒與滑塊的相對位置，控制可控電源施加在陰極滑塊與陽極齒輪間的電流大?。?2)控制系統(tǒng)控制陰極滑塊相對輪齒在不同位置時(shí)的移動(dòng)速率，使輪齒在不同部位的金屬蝕除量不同，從而達(dá)到整個(gè)輪齒齒向修鼓和齒廓修緣的目的；(3)當(dāng)加工一個(gè)輪齒后，進(jìn)行另一個(gè)輪齒的加工，使該輪齒在一定的位置時(shí)對應(yīng)一定的金屬蝕除量，從而滿足修形的要求，如此往復(fù)，直至所有的輪齒都加工完畢。本發(fā)明有益的效果是適用于齒輪修形的自動(dòng)化，提高齒輪修形的可控性及控制精度。文檔編號(hào)B23H3/00GK101380686SQ20081005998公開日2009年3月11日申請日期2008年3月7日優(yōu)先權(quán)日2008年3月7日發(fā)明者季白楊,易建軍申請人:信雅達(dá)系統(tǒng)工程股份有限公司