基于剛體模型組合偏差建模的薄板件夾具定位方案優(yōu)化設(shè)計(jì).pdf

1、轎車車身裝配是一個(gè)復(fù)雜的多工位柔性薄板件裝配過程。裝配過程中的零件偏差、夾具定位偏差等各種偏差影響著車身尺寸偏差。車身尺寸偏差的大小直接影響到整車的使用性能和外觀質(zhì)量，進(jìn)而影響到市場競爭力，因此各汽車公司對(duì)車身裝配質(zhì)量均予以高度重視。夾具定位方案是影響產(chǎn)品尺寸質(zhì)量的關(guān)鍵因素之一，現(xiàn)有的夾具定位方案設(shè)計(jì)需要設(shè)計(jì)者利用基于經(jīng)驗(yàn)的規(guī)則進(jìn)行設(shè)計(jì)，缺乏理論數(shù)據(jù)支持，另外由于柔性薄板件采用過定位方式，因此多采用有限元方法進(jìn)行偏差建模計(jì)算，該方法計(jì)算

2、精度高，然而由于模型的復(fù)雜性，使得其計(jì)算效率較低，無法滿足實(shí)際生產(chǎn)的需要。針對(duì)上述問題，本文首先提出了夾具定位方案的穩(wěn)定性參數(shù)，在此基礎(chǔ)上提出了定位點(diǎn)搜索算法用于夾具確定性定位方案的設(shè)計(jì)；然后提出了剛體模型組合偏差建模方法用于對(duì)過定位薄板件進(jìn)行偏差計(jì)算，并分多種情況與有限元方法進(jìn)行了對(duì)比分析；最后提出了基于啟發(fā)式搜索的過定位夾具定位點(diǎn)夾持順序優(yōu)化方法，并以某車型前部車身為例對(duì)上述研究內(nèi)容進(jìn)行了應(yīng)用。本文的主要研究工作如下：(1)推導(dǎo)出夾

3、具定位方案穩(wěn)定性參數(shù)，提出了定位點(diǎn)搜索算法基于確定性定位夾具偏差模型，推導(dǎo)了確定性定位下夾具定位方案穩(wěn)定性參數(shù)表達(dá)式，提出定位點(diǎn)搜索算法對(duì)夾具定位點(diǎn)布置進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，并通過某車型儀表板定位方案設(shè)計(jì)實(shí)例對(duì)該算法進(jìn)行驗(yàn)證。(2)建立了基于剛體模型分塊組合的柔性薄板件偏差模型提出了過定位薄板件剛體模型分塊概念，并對(duì)剛體模型分塊適用范圍、不同分塊間偏差影響關(guān)系以及分塊方法進(jìn)行了研究；建立了基于剛體模型分塊組合的過定位薄板件偏差模型，并分多種情況

4、和有限元偏差分析方法進(jìn)行對(duì)比分析。(3)提出了基于啟發(fā)式搜索的夾具夾持順序優(yōu)化方法以夾持后零件所有關(guān)鍵測點(diǎn)加權(quán)后的偏差值之和作為目標(biāo)函數(shù)，建立了夾持順序優(yōu)化模型；在優(yōu)化計(jì)算中引入了啟發(fā)式算法，從而使得用數(shù)值方法規(guī)劃夾具的夾持順序具有工程意義。(4)前部車身夾具定位方案優(yōu)化設(shè)計(jì)及偏差分析實(shí)例應(yīng)用首先利用定位點(diǎn)搜索算法確定零件的“3-2-1”定位方案，然后采用基于啟發(fā)式搜索的定位點(diǎn)夾持順序優(yōu)化方法進(jìn)行夾持順序優(yōu)化設(shè)計(jì)；利用基于剛體模型分塊組