基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计

提出一种基于偏差传递的二维多工位装配夹具系统公差可行稳健设计方法。分析二维多工位装配尺寸偏差传递关系,建立由定位销和零件定位孔(槽)公差引起夹具定位偏差的偏差流状态空间模型。采用数论网格方法对定位销和零件定位孔(槽)公差进行采样,将得到的公差样本代入夹具定位偏差模型,求得夹具定位偏差样本空间,将夹具定位偏差作为状态空间模型的输入偏差,提出基于状态空间模型的二维多工位装配成功率计算方法。继而应用Taguchi正交试验直观分析方法,分析得到影响装配成功率的主要因素即夹具系统定位销副关键公差,运用回归正交组合设计拟合得到二维多工位装配成功率与夹具系统定位销副关键公差的响应面模型。以定位销、零件定位孔(槽)制造成本所构成的装配成本最小化为目标,二维多工位装配成功率为约束,建立二维多工位装配夹具系统定位销和零件定位孔(槽)公差可行稳健设计模型。以汽车车身地板二维三工位装配为例,建立其公差可行稳健设计模型并对该模型进行计算与分析,结果表明在装配成本增幅较小的情况下,采用稳健约束后可显著提高公差设计的可行稳健性。该方法为二维多工位装配夹具系统公差稳健设计提供了一种新途径。

基于误差流理论的多工位装配过程质量稳定性

为适应质量控制对象由产品转向过程的趋势,对多工位装配过程中的质量稳定性问题进行研究。将多工位装配过程视为一维离散时变系统,采用状态空间方程对其进行建模,模型中的系统矩阵包含了装配过程中的物理结构信息。通过对比理想状态和实际情况下的模型,得到装配过程的误差流模型。在此基础上,根据有界输入有界输出(BIBO)稳定性的概念,通过分析过程误差流模型可得到判断过程是否质量稳定的判定条件,并进一步提出衡量质量稳定性优劣的指标—稳定度这一新概念。以汽车白车身装配过程中一个三工位薄壁件装配为例,对所提出的判据和稳定度概念进行仿真验证。

多工位装配过程夹具系统公差和维护综合优化设计

提出一种面向二维多工位装配过程、综合考虑装配夹具系统全寿命周期成本、产品零件孔制造成本和产品质量损失成本的公差和维护综合优化方法。分析多工位装配尺寸偏差传递关系,建立多工位装配过程产品质量损失模型。然后根据4-2-1夹具定位原则,构建考虑夹具磨损过程损失的夹具定位销副偏差统计数字特征模型。继而发展了以夹具系统全寿命周期成本、零件孔制造成本和和产品质量损失成本为装配总成本最小化的定位销公差、零件孔公差与更换周期优化模型。以汽车侧围装配过程为例,分别研究定位销公差、零件孔公差、定位销更换周期、配合间隙、平均磨损率和磨损率方差对装配总成本的影响,并优化设计定位销公差、零件孔公差和定位销更换周期。所提出的综合优化设计方法比采用定位销等公差设计、零件孔等公差设计、定位销与零件孔等公差设计和定周期更换设计的装配总成本分别减少了16.25%、11.31%、39.93%和13.54%。该方法为产品装配夹具系统高质量低成本设计提供了一种新的途径。

基于偏差流分析法(SOVA)的二维多工位装配顺序规划的研究

针对目前产品装配顺序通常从装配时间和装配成本角度来考虑而难以保证装配质量的情形,应用偏差流分析法,以提高装配质量为目标,提出一种新的二维多工位装配顺序优化方法。以多工位装配过程为研究对象,分析影响装配质量的偏差源,建立偏差及其传递的数学模型,应用装配稳健度概念来评价装配工艺流程方案的优劣。以汽车侧围的4个零件装配为例,运用装配稳健度分析、比较了三种不同的装配顺序,得到了较优的装配方案。实例分析和仿真表明,应用装配稳健度可以分析选择装配顺序方案,为优化设计多工位装配工艺流程提供了新的途径。

钣金件多工位装配尺寸误差建模分析与仿真

钣金件装配尺寸精度影响其外观、密封及疲劳强度等性能,故很多高精度钣金件采用多工位装配工艺。在建立钣金件多工位装配尺寸误差传播模型的基础上,详细分析了钣金件完全定位、过定位和释放回弹阶段产生的装配尺寸误差,采用状态空间法建立了多工位钣金件装配尺寸误差模型。最后,用MATLAB和FEM仿真了某飞机壁板样件两工位装配尺寸误差,进一步分析了装配尺寸误差传播规律,减小了钣金件装配尺寸误差。

基于PLC的气动多工位装配装置的设计

以气动回路及PLC为控制核心,设计了多工位物料装配装置;分析了伺服电机精确位置控制的方法及程序,完成了气动多工位物料装配运行系统设计与应用。该系统控制灵活、运行可靠、安全稳定、装配便捷,可以用在多领域机器人加工装配区域。

车身多工位装配系统可靠性评估与维护策略研究

针对车身多工位装配系统夹具的衰退过程,提出了夹具元件磨损、来料零件偏差以及定位元件配合公差等多因素集成影响下的车身装配系统可靠性评估方法。在给定车身波动阈值条件下,提出了基于可靠性模型的多工位夹具部件的动态维护策略。通过一个四工位薄板件装配案例对所提方法进行了应用验证,为夹具系统维护与车身尺寸质量控制提供了理论指导。

多工位装配过程中测量方案的研究

为保证产品质量并适应企业信息化发展的需要,对多工位装配过程中测量方案的优化问题进行了研究.文中基于状态空间方程建立了多工位装配过程中的误差传递模型,用以反映过程中不同工位上的误差信息和测量信息,并提出了诊断能力的概念来度量该测量方案的执行能力,在上述基础上得到一种优化方法来构建具有完全诊断能力的优化测量方案.最后,以一个三工位薄壁件装配过程为例进行了说明和验证.

基于偏差流的多工位装配顺序优化研究

在偏差流理论基础上,提出装配顺序矩阵,它包含大量的过程工艺信息。对多工位装配过程工艺信息数学矩阵化处理,可以方便、快速地对多工位装配过程建立状态空间模型。在设计装配路线阶段,通过改变装配顺序矩阵代表不同的装配路线,对各种装配路线进行状态空间建模和仿真,实现装配路线的最优设计。

基于改进粒子群算法的多工位装配序列规划

针对现有单工位装配序列规划结果难以满足工位需求的问题,提出一种基于改进粒子群算法的多工位装配序列规划方法。建立多工位装配模型来描述零部件的几何信息及其与工位的关系;用装配序列可行性、装配方向一致性、装配聚合性及工位间平衡性4个评价指标构建适应度函数。为解决一般粒子群算法易陷入局部最优解的问题,对惯性权重进行了改进,提出粒子相似度和相似度阈值的概念,并通过相似度阈值控制粒子的变异,提高了算法的全局搜索能力。以某型发动机为装配实例,验证了改进粒子群算法应用于多工位装配序列规划的可行性;同时将该算法和遗传算法、一般粒子群算法进行比较,证明了该算法的优越性。

薄板件多工位装配尺寸误差建模与仿真

为保证薄板件装配尺寸精度,分析了两种主要误差源夹具尺寸误差和零件尺寸误差,尤其是定位销误差与零件孔间隙对装配尺寸误差的影响.采用状态空间法建立了薄板件多工位装配尺寸误差传递模型,并以某汽车地板薄板样件为例,运用所建立的尺寸误差模型对薄板样件进行仿真计算,仿真结果与实际测量结果进行对比,验证了模型的正确性和实用性.该模型可应用于多工位装配尺寸误差源诊断、装配过程夹具优化设计和装配过程稳定性分析等.

多工位薄板装配偏差流传递的状态空间模型

借鉴控制理论中的状态空间方法,研究多工位薄板装配过程中偏差流传递、变换和累积关系的状态空间模型。以零件偏差为状态矢量,夹具偏差为控制矢量,研究夹具偏差和零件偏差之间的对应关系以及零件在工位间转换过程中的重定位偏差,建立多工位装配过程偏差流传递的状态方程;以零件测量偏差为输出矢量,建立表征测点位置和数量的输出方程。最后通过实际零件的装配过程说明该模型的应用方法。

基于数论网格法(NT-net)的二维多工位装配成功率计算方法与实例

提出一种基于数论网格法(NT-net)的二维多工位装配成功率计算方法。首先分析了数论网格法的偏差,描述了数论网格法产生glp集的原理。然后应用数论网格法对夹具定位偏差进行采样,将其代入二维多工位装配尺寸偏差传递状态空间模型中,计算得到二维多工位装配输出偏差。将计算结果和零件上测点允许偏差进行比较,统计出合格样本数,再将其除以总样本数,计算得到二维多工位装配成功率。最后,以车身地板装配为实例,在构建了车身地板二维三工位装配偏差传递模型基础上,求解其偏差传递矩阵,再运用数论网格法计算其装配成功率,并采用蒙特卡洛模拟法进行了验证和分析,结果表明了该方法的有效性。这为产品二维多工位装配成功率的预测提供了一种新的途径。

一种白车身多工位装配偏差源诊断方法

针对白车身多工位装配偏差源耦合复杂,诊断困难的问题,提出一种新的多工位装配偏差源诊断方法。基于多工位装配偏差流传递的状态空间模型,将连续的装配过程以检测站为节点分解成不同的装配模块;引入"两种质量诊断理论",通过对比分析装配模块的计算机仿真装配偏差和实际装配偏差,获取装配模块"分质量",将偏差源定位到具体模块,降低状态空间模型状态变量维数,实现偏差源的快速诊断。最后通过实例验证了方法的有效性。

面向过程的多工位薄板装配公差综合

针对多工位薄板装配过程,建立了一种新的公差综合方法.通过分析夹具定位偏差与公差的关系,利用偏差流传递的状态空间模型建立了公差综合的约束函数,以制造成本为目标函数,利用Matlab实现了优化的公差综合方法,同时研究了过程损失对产品质量的影响.结果表明,该方法在确保装配质量的前提下,显著降低了制造成本.

基于敏感度分析的多工位薄板装配过程测点优化设计

提出了一种多工位薄板装配过程测点优化设计方法。该方法利用薄板装配偏差流传递的状态空间模型确定优化设计的目标函数,采用遗传算法实现测点在多工位间坐标位置的优化设计。装配过程实验表明,该优化方法显著提高了测量数据对夹具定位偏差反应的敏感度,有助于在夹具定位偏差产生的早期发现问题,避免因夹具定位偏差引起的产品质量缺陷。

多工位、全方位装配测量技术的研究

针对大尺寸、高精度、结构复杂的航空航天产品,开展了多工位、全方位装配测量技术的研究。设计了一套基于液压系统控制的具备移动、升降、调节水平功能的多工位、全方位装配检测平台,配合激光跟踪仪来实现大型卫星部装平台测量。经验证,运用多工位、全方位装配检测平台,实现过程简单,测量数据误判率低,大大提升了产品的装配效率,满足了现阶段大型卫星平台结构部装的测量需要。利用此设计理念,还可以设计视角更高的检测平台,也可借鉴到其他大型产品的高精度装配测量当中。