基于剛體模型組合偏差建模的薄板件夾具定位方案優(yōu)化設計.pdf

1、轎車車身裝配是一個復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量，進而影響到市場競爭力，因此各汽車公司對車身裝配質量均予以高度重視。夾具定位方案是影響產(chǎn)品尺寸質量的關鍵因素之一，現(xiàn)有的夾具定位方案設計需要設計者利用基于經(jīng)驗的規(guī)則進行設計，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行偏差建模計算，該方法計算

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

3、具定位方案穩(wěn)定性參數(shù)，提出了定位點搜索算法基于確定性定位夾具偏差模型，推導了確定性定位下夾具定位方案穩(wěn)定性參數(shù)表達式，提出定位點搜索算法對夾具定位點布置進行優(yōu)化設計，并通過某車型儀表板定位方案設計實例對該算法進行驗證。(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，并對剛體模型分塊適用范圍、不同分塊間偏差影響關系以及分塊方法進行了研究；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行對比分析。(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鍵測點加權后的偏差值之和作為目標函數(shù)，建立了夾持順序優(yōu)化模型；在優(yōu)化計算中引入了啟發(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)化設計及偏差分析實例應用首先利用定位點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)式搜索的定位點夾持順序優(yōu)化方法進行夾持順序優(yōu)化設計；利用基于剛體模型分塊組