论文部分内容阅读
现代制造业面临着更高产品质量,更短生产周期等方面的挑战,新理论和方法成为迫切需求。偏差流理论的状态空间模型基于多工位装配过程机理建模,可以预测产品尺寸偏差、优化过程设计、提高产品质量、缩短设计周期、提升产业竞争力。 本文主要目的是建立面向多工位装配过程的参数化状态空间模型、实现装配顺序优化和综合考虑夹具元素和测点位置的优化。本文的主要研究工作及成果如下: 首先,介绍偏差流理论提出的背景及建模方法的发展过程,分析各种方法的特点,状态空间模型是描述多工位装配过程的理想模型,阐述状态空间模型的研究和应用现状。介绍对多工位装配过程构建状态空间模型的基本原理;提出装配顺序矩阵——order矩阵,实现装配过程工艺信息的数字矩阵化处理,通过改变order矩阵的元素就能代表不同的装配工艺路线,方便对不同的装配路线建模;在order矩阵的基础上,建立面向多工位装配过程的参数化状态空间模型,并提出多工位装配过程装配顺序优化流程图,对经典车身侧围进行装配顺序优化验证该流程的有效性。 其次,分析多工位装配系统性能评价指标提出的重要意义以及评价指标应满足的条件。介绍了目前三种常见的多工位装配系统性能评价指标:系统层评价指数、灵敏度评价指数、系统稳健性指数,分析各评价指数的优缺点。综合上述三种评价指标,本文提出综合稳健性指数,能够准确地反映不同装配系统性能的优劣性,通过实验横向比较多个多工位装配系统性能,验证了其有效性。 最后,以参数化状态空间模型为工具、系统层评价指数、灵敏度评价指数为多工位装配系统性能和灵敏度评判指标、粒子群算法为优化算法实现夹具元素和测点位置的综合优化。实验验证,完成过程工艺参数优化的多工位装配过程产品尺寸偏差大幅度降低,产品质量得到提高,同时装配系统灵敏度比只进行夹具优化提高了34%。