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《基于夾具主動定位補償?shù)娘w機柔性件裝配偏差優(yōu)化方法.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、航空學(xué)報Jun．252017v01．38No．6ActaAeronauticaetAstronauticaSinicalSSN1000．6893CN11．1929／Vhttp：∥hkxb．buaa．edu．cnhkxb@buaaedu．cn基于夾具主動定位補償?shù)娘w機柔性件裝配偏差優(yōu)化方法張瑋，王志國*，譚昌柏，劉霞南京航空航天大學(xué)機電學(xué)院，南京210016摘要：柔性零件廣泛用于航空、汽車等產(chǎn)品中，在柔性件的裝配過程中，裝配尺寸質(zhì)量受零件制造、夾具和連接過程中多種偏差源的耦合影響，分析和控制難度大。提出了一種基于夾具主動定位補償?shù)难b配偏差優(yōu)
2、化方法。首先，基于柔性件裝配的受力變形分析，建立了考慮夾具法向定位誤差的裝配偏差模型。然后，根據(jù)上述模型，以夾具法向定位補償量為優(yōu)化變量，提出了夾具法向補償量的優(yōu)化模型和求解算法。以金屬薄板裝配和飛機壁板件裝配為例，分別利用實驗及有限元仿真分析了有無夾具主動定位補償下的裝配偏差。結(jié)果表明，夾具法向定位補償對于減小柔性件的裝配偏差具有顯著效果，從而驗證該優(yōu)化算法的有效性和準(zhǔn)確性。關(guān)鍵詞：柔性件裝配；夾具定位；主動補償；裝配偏差；優(yōu)化中圖分類號：V262．4；TH39文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1000一6893(2017)06—420862一0
3、9裝配偏差是指產(chǎn)品實際裝配尺寸相對于設(shè)計尺寸的偏離值，裝配偏差的產(chǎn)生受到零件制造和裝配過程中各種工藝因素的綜合影響。柔性件的裝配偏差分析與控制是裝配尺寸管理的重點和難點。傳統(tǒng)的裝配偏差分析都以剛體模型為基礎(chǔ)，然而，根據(jù)對汽車柔性薄板件裝配測量數(shù)據(jù)的回歸研究，Takezawa[11指出剛體模型已不能適用于柔性件的裝配偏差分析。密歇根大學(xué)的Liu和Hu[2‘41率先開展了柔性裝配偏差分析的研究，將柔性件裝配分解成定位、夾緊、焊接及釋放回彈四個步驟，在使用有限元分析及統(tǒng)計方法的基礎(chǔ)上，提出了影響系數(shù)法，通過構(gòu)建敏感度矩陣建立了輸入零件偏差與輸出
4、裝配體回彈偏差之間的線性關(guān)系。針對柔性薄板零件剛性小、易變形的特點，Cai等凹1提出了“N一2—1”的夾具定位策略，通過在柔性件主平面上提供過約束定位(N>3)以減小其變形。相比“3—2—1”定位原則，“N一2—1”定位原則更適用于柔性件裝配定位。Hu和Koren¨1在對車身多工位裝配工藝研究中，提出“偏差流理論”，用以預(yù)測及診斷車身多工位裝配系統(tǒng)中的偏差。Hsieh和Kong[7-81提出了一種以最小裝配偏差為目標(biāo)函數(shù)的柔性件裝配工藝仿真和優(yōu)化算法，應(yīng)用遺傳算法進(jìn)行最小偏差優(yōu)化。Eima—raghy[91分析了夾具、焊槍對裝配偏差的影響
5、，將鈑金件焊接裝配分為“3—2—1”完全約束下的剛體運動、夾具定位和焊槍壓緊下的變形以及裝配約束釋放后的回彈變形三個階段，并建立了裝配誤差的統(tǒng)一模型。針對多工位柔性裝配，Camelio等‘州在影響系數(shù)法的基礎(chǔ)上，綜合零件偏差、夾收稿日期：2016．10—18；退修日期：2016—11—18；錄用日期：2016-12一08；網(wǎng)絡(luò)出版時間：2016-12—2013：39網(wǎng)絡(luò)出版地址：www．cnki．net／kcms／detail／11．1929．V．20161220．1339．002．html基金項目：國家自然科學(xué)基金(51275236)*
6、通訊作者．E—mail：wzgnuaa@nuaa．edu．cn斟用格式l張瑋．I志國．譚昌柏．等．基f夾具i動定位補償?shù)娘w機柔性俘裝配偏差優(yōu)億方法￡J]．航空學(xué)報，2D17，38(6)：420862．ZHANGw。wANGZG．TANcB．et亂Assemb
7、yvar
8、ationoDltmizationmel
9、10dolaircran∞mplianlparlsba∞donact
10、veIoca一柏gcomDensalIonoffixture【J]．ActaAeronauticaetA鯽onauticas確ca，2017，38(6)：4208
11、62-420862．1航空學(xué)報一==================================================一具偏差及焊槍偏差的影響，研究了偏差在多工位裝配過程中的傳播。Camelio等[113又進(jìn)一步研究了夾具定位對柔性件裝配偏差的影響，提出了一種最小化裝配偏差的夾具設(shè)計方法。田兆青等‘123研究了多工位薄板裝配過程中偏差流傳遞、變換和累積關(guān)系的狀態(tài)空間模型。針對傳統(tǒng)分析中公差和維護(hù)設(shè)計在制造系統(tǒng)中單獨考慮的問題，Cui和Zhang[”3建立了集成公差和維護(hù)的柔性件多工位裝配優(yōu)化模型。邢彥鋒等[14]根據(jù)裝配后夾
12、具定位點的釋放模式不同，建立了過定位釋放和完全釋放模式下的裝配偏差分析模型。Dahlstr6m和Lindkvist[15]考慮裝配過程中柔性件的相互接觸作用，基于影響系數(shù)法建立了柔性裝配偏差分
