多變量多工序制造系統(tǒng)尺寸偏差的建模與分析.pdf

1、多變量多工序制造系統(tǒng)是指產(chǎn)品需要經(jīng)過多個相互關聯(lián)的工序才能完成加工的系統(tǒng)，產(chǎn)品在制造過程中除了在單個工序上受到諸如刀具、夾具和機床等偏差的影響外，不同的工序間的偏差也存在耦合關系，并且這些尺寸偏差隨著工序的延展不斷的產(chǎn)生、增長、累積和傳遞，從而形成了最終產(chǎn)品的尺寸偏差。國內(nèi)外學者針對多變量多工序制造系統(tǒng)的尺寸偏差問題采用多種方法進行建模，最為典型的是基于偏差流理論的狀態(tài)空間模型，并且該模型得到了有效運用，但是上述所提的模型中均存在著如下

2、兩個問題：一是模型采用非線性方式表示，因此無法將現(xiàn)代控制理論等知識有效應用于實際加工當中；二是模型中所給的系統(tǒng)矩陣均為隱式表示，這也限制了該模型在制造系統(tǒng)中的進一步運用。鑒于以上兩點原因，本文針對該模型做了如下幾方面的研究：首先，在建立關鍵特征分析流程的基礎之上，對關鍵產(chǎn)品特征和關鍵控制特征進行了有效地分析和闡述；接著，在定義了諸如零件坐標系、夾具坐標系、刀具坐標系等多個坐標系的前提下，對零件的模型以及零件的偏差分別進行了定義，運用齊次

3、轉換理論建立了零件坐標系、夾具坐標系以及機床坐標系這三者之間相互轉換的關系；其次，針對已有描述尺寸偏差的模型非線性化表示的問題，綜合運用齊次轉換和矩陣理論等方法對該模型進行有效地線性化處理，并得到相應的線性狀態(tài)空間模型；在此基礎上，進一步轉換得到了描述產(chǎn)品尺寸偏差的線性輸入-輸出形式模型；再次，針對線性化后所得模型的系統(tǒng)矩陣中存在著隱式矩陣的問題，本文通過對制造過程中的夾具參數(shù)誤差、定位基準誤差、零件坐標系誤差以及測量基準誤差這四個方面