《複雜產品裝配偏差源累積分析與裝配精度預測技術研究》是依託華南理工大學，由劉偉東擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：複雜產品裝配偏差源累積分析與裝配精度預測技術研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：劉偉東
- 依託單位：華南理工大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
裝配精度主要包括零部件尺寸精度、形位精度和相互位置精度等，裝配精度的高低直接影響產品的質量和性能。隨著航空、航天等複雜產品朝著小型化、輕量化、精密化和光機電一體化方向發展，裝配精度和可靠性要求越來越高，已經成為複雜產品精密裝配和不可逆裝配過程中的重要問題之一。 針對這一問題，提出了產品數位化裝配精度預測技術，旨在建立面向設計、裝配階段的裝配精度統一預測模型，提高產品裝配精度和一次裝配成功率。研究工作包括：1、由產品裝調的實際工程問題出發，分析產品裝配偏差源和偏差傳遞機理。2、構建複雜產品配合與偏差統一模型。從配合和偏差約束幾何、約束自由度和約束變動入手，研究配合與偏差統一模型的構建過程。3、構建複雜產品的配合偏差傳遞有向圖模型，並在偏差有向圖模型基礎上，進一步求解配合、雙配合偏差有向圖及其偏差統計量，在裝配精度評價模型基礎上，由裝配偏差統計量，對複雜產品的裝配精度進行預測。
結題摘要
對於精密和不可逆產品裝配，裝配精度控制是製造過程中的重要環節，其直接影響產品的質量和裝配性能。項目從產品裝配偏差源入手，對產品各零件偏差源、偏差作用、偏差傳遞累積模型進行了分析，構建了產品各類偏差源作用的統一模型和偏差傳遞模型，主要內容包括： 1、 提出了產品裝配偏差源分類、偏差源正負累積性判定方法；詳細分析了偏差源先驗分布和對裝配功能的偏差源作用。在產品偏差源作用分析基礎上，引入單個和多個偏差源作用評價方法，並進一步闡述了兩零件裝配偏差傳遞、三個零件間裝配偏差傳遞和零件內特徵之間的偏差作用機理。 2、 提出並構建了產品配合與偏差統一模型。從配合和偏差約束幾何、約束自由度和約束變動入手，詳細論述了配合與偏差統一模型的構建過程。指出統一模型包含約束幾何坐標體系、特定偏差表達、約束變動表達信息；系統分析了特定偏差表達的尺寸向量、偏差向量和約束方向向量映射過程，以及針對不同公差域的偏差向量多元統計模型構建過程。 3、 提出了產品偏差源累積和配合偏差傳遞的偏差有向圖模型。從產品偏差累積和偏差傳遞表達入手，詳細闡述了偏差有向圖的構建過程：基於零件拓撲面邊圖表達，給出了偏差有向圖節點基準幾何、配合幾何和偏差幾何的模型映射方法；由產品配合和偏差統一模型、配合和雙配合關係解析，分析了偏差有向圖邊的解析過程。在偏差有向圖模型基礎上，進一步研究了配合、雙配合偏差有向圖及其偏差統計量，並提出了面向裝配功能的產品裝配偏差有向圖的構建流程。 4、 研究了產品裝配精度評價及其預測技術方法。在偏差有向圖基礎上，提出了裝配偏差統計量的概念；並針對一維線性方向的裝配精度預測，分析了基於裝配偏差有向圖和Dijkstra算法，進行裝配偏差統計量的求解方法；針對多維空間方向的裝配精度預測，給出了在最小偏差路的基礎上，借鑑並在線上器人末端位姿計算的DH方法，進行裝配偏差統計量的構建流程。 5、 作為上述研究成果的工程實踐，開發了數位化裝配精度預測系統。基於偏差統一建模、偏差傳遞表達和裝配偏差統計量相關理論，詳細論述了軟體的系統結構、功能模組和實現方法。 項目執行三年以來，達到了預期的研究目標。在國內外期刊和會議上發表項目4篇（均標註該項目基金號），其中SCI項目1篇、EI項目3篇。另有在審SCI源期刊項目1篇；授權發明專利1項、實用新型專利1項；培養/協助培養研究生3名，其中畢業碩士2名、在讀碩士1名。
