車身柔性薄板件多工位裝配偏差分析及定位優(yōu)化.pdf

1、車身作為轎車的最大總成，一般是由沖壓金屬薄板零件點焊裝配形成。質(zhì)量和制造成本約占整車的40％-60%。典型車身裝配過程是復雜的多層次體系結(jié)構(gòu)，在該過程中不可避免的會引入尺寸偏差，從而影響車身制造質(zhì)量和生產(chǎn)進程。顧客對產(chǎn)品的評價和對整車性能的主觀認識主要受到車身裝配質(zhì)量的影響，最終體現(xiàn)在汽車產(chǎn)品的市場競爭中。
　　車身精度是車身質(zhì)量的直接表現(xiàn)，而尺寸偏差是車身精度的數(shù)字化反映。提高車身尺寸精度的有效途徑之一是車身尺寸質(zhì)量控制。近年來

2、，國內(nèi)外學者就車身金屬薄板裝配的偏差預測分析和夾具定位設(shè)計大多局限于單工位或僅考慮剛性假設(shè)的多工位分析，缺乏同時考慮零件柔性特性和多工位過程的偏差分析研究。因此，建立用于預測的車身柔性薄板件多工位裝配偏差分析模型，以及在模型基礎(chǔ)上進行多工位裝配夾具定位點布局優(yōu)化具有重要的意義。
　　本文首先研究了彈性件搭邊對回彈偏差的影響，為柔性薄板件單工位裝配偏差分析模型選擇合理的接觸類型。結(jié)合基于歐拉變換的偏差分析模型、單位位移響應法和單位力

3、響應法，建立柔性薄板件單工位裝配偏差分析模型。然后，在單工位模型和提出重定位偏差傳遞模型的基礎(chǔ)上，建立了柔性薄板件多工位裝配偏差分析模型，并利用3DCS軟件和物理試驗驗證了本文提出的三種理論模型。最后，在車身質(zhì)量統(tǒng)計評價類型的基礎(chǔ)上，根據(jù)層次分析法提出了車身綜合質(zhì)量評價目標函數(shù)。并結(jié)合提出的改進離散二進制粒子群算法和計算機二次開發(fā)技術(shù)，擬定了一種適用于車身柔性薄板件多工位裝配夾具定位點布局優(yōu)化的通用流程方法，并將該方法應用于車身地板裝配

4、實例。主要的研究工作如下：
　　(1)柔性薄板件單工位裝配偏差分析模型的建立
　　首先，應用一維彈簧結(jié)構(gòu)、二維懸臂梁結(jié)構(gòu)和三維薄板結(jié)構(gòu)，研究了彈性件中搭邊重疊對回彈偏差的影響，并為后續(xù)偏差分析建模選擇合理的接觸類型提供依據(jù)。然后，在分析了實際車身裝配工藝過程基礎(chǔ)上，研究了基于歐拉變換的偏差分析模型、單位位移響應法和單位力響應法，提出了柔性薄板件單工位裝配偏差分析模型。
　　(2)柔性薄板件多工位裝配偏差分析模型的建立<

5、br>　　金屬薄板零件在裝配過程中易于變形，并且在多工位裝配中，工件在工位間轉(zhuǎn)換時會產(chǎn)生重定位偏差。因此，本文首先在基于歐拉變換的三維偏差分析模型的基礎(chǔ)上推導出重定位偏差傳遞模型。然后，結(jié)合前文提出的單工位模型，建立了柔性薄板件多工位裝配偏差分析模型。最后，利用3DCS軟件和自制的物理試驗平臺對前文提出的柔性薄板件單工位裝配偏差分析模型、重定位偏差傳遞模型和多工位裝配偏差分析模型進行驗證，驗證本文提出模型的準確性和有效性。
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6、3)柔性薄板件多工位裝配夾具定位點布局優(yōu)化
　　由于多工位裝配質(zhì)量控制需要兼顧全局指標和工位內(nèi)指標。因此，本文首先在分析車身統(tǒng)計評價類型的基礎(chǔ)上，根據(jù)層次分析法提出了車身綜合質(zhì)量評價目標函數(shù)。然后，針對薄板件離散域優(yōu)化搜索特點，提出離散搜索域篩選策略，并對離散二進制粒子群算法進行改進?？紤]到優(yōu)化效率問題，利用ABAQUS和MATLAB的接口關(guān)系，提出利用計算機集群化并行運算實現(xiàn)本文優(yōu)化問題的軟件二次開發(fā)方法。最后，通過某車型地板多