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(gè)相互關(guān)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(gè)工序上受到諸如刀具、夾具和機(jī)床等偏差的影響外，不同的工序間的偏差也存在耦合關(guān)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(xué)者針對(duì)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(jìn)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(yùn)用，但是上述所提的模型中均存在著如下

2、兩個(gè)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(shí)有效應(yīng)用于實(shí)際加工當(dāng)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(jìn)一步運(yùn)用。鑒于以上兩點(diǎn)原因，本文針對(duì)該模型做了如下幾方面的研究：首先，在建立關(guān)鍵特征分析流程的基礎(chǔ)之上，對(duì)關(guān)鍵產(chǎn)品特征和關(guān)鍵控制特征進(jìn)行了有效地分析和闡述；接著，在定義了諸如零件坐標(biāo)系、夾具坐標(biāo)系、刀具坐標(biāo)系等多個(gè)坐標(biāo)系的前提下，對(duì)零件的模型以及零件的偏差分別進(jìn)行了定義，運(yùn)用齊次

3、轉(zhuǎn)換理論建立了零件坐標(biāo)系、夾具坐標(biāo)系以及機(jī)床坐標(biāo)系這三者之間相互轉(zhuǎn)換的關(guān)系；其次，針對(duì)已有描述尺寸偏差的模型非線性化表示的問題，綜合運(yùn)用齊次轉(zhuǎn)換和矩陣?yán)碚摰确椒▽?duì)該模型進(jìn)行有效地線性化處理，并得到相應(yīng)的線性狀態(tài)空間模型；在此基礎(chǔ)上，進(jìn)一步轉(zhuǎn)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(duì)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(duì)制造過程中的夾具參數(shù)誤差、定位基準(zhǔn)誤差、零件坐標(biāo)系誤差以及測量基準(zhǔn)誤差這四個(gè)方面