多工序制造過程制造誤差非線性顯式建模理論和誤差源診斷研究.pdf

1、產(chǎn)品尺寸制造誤差是直接影響產(chǎn)品質量、生產(chǎn)率和市場響應時間等的最重要因素之一。復雜產(chǎn)品的制造過程往往是一個多工序制造過程,最終產(chǎn)品質量受到制造過程中所有工序上多個誤差源的影響。除了單個工序上的各種誤差外,不同工序間存在復雜的耦合關系,這些制造誤差不斷產(chǎn)生、增長、消減、累積和傳遞,形成了最終產(chǎn)品的尺寸誤差。本文以多工序制造過程為研究對象,通過對制造誤差流建模、診斷和控制,為多工序制造過程中制造誤差預測與減少提供共性技術與方法,確保系統(tǒng)在高質

2、量控制模式下運行。
　　 基于前人的研究成果和大量實際的工程經(jīng)驗,本文在多工序制造過程尺寸制造誤差建模、診斷和控制的研究中做出了以下研究工作:
　　 (1)多工序制造過程制造誤差面向對象Petri網(wǎng)模型建立了制造誤差面向對象Petri網(wǎng)模型從邏輯層上分析制造過程中制造誤差和誤差源之間關系及它的動態(tài)演化規(guī)律。Petri網(wǎng)(Petri Net,PN)是一種以圖形方式研究系統(tǒng)組織結構和動態(tài)特性的理論,能夠通過直觀的系統(tǒng)圖表示多

3、個元素之間的邏輯關系,是一種優(yōu)秀的復雜系統(tǒng)建模方法。制造誤差面向對象Petri模型有機結合了面向對象建模技術(Object-Oriented Modeling,OOM)與Petri網(wǎng),即具有OOM的模塊化、可重復使用性的特點,又繼承了PN的結構化的復雜邏輯關系描述能力,可以作為在邏輯層次上對制造過程中制造誤差進行建模的有效方法之一。
　　 (2)多工序制造過程制造誤差傳遞數(shù)學建模建立了關鍵產(chǎn)品特征狀態(tài)空間模型,并對狀態(tài)空間的工程

4、含義、狀態(tài)向量、控制向量、觀測向量以及系統(tǒng)矩陣、控制矩陣和觀測矩陣進行定義;通過對關鍵產(chǎn)品特征誤差、刀具路徑、定位基準、測量基準和夾具幾何關系的研究,顯式表達了零件的關鍵產(chǎn)品特征與各種誤差源之間的影響關系和動態(tài)變化,解決了傳統(tǒng)方法難以給出誤差轉換與累積關系顯式表達的難題。
　　 (3)多工序加工系統(tǒng)誤差源診斷方法提出了基于狀態(tài)空間模型、估計理論和先進統(tǒng)計學相結合的誤差源診斷方法,該方法可以有效地診斷出多工序制造過程的誤差源,并為