基于變異流理論的軌道交通車輛自動(dòng)門質(zhì)量控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、多工序是復(fù)雜生產(chǎn)過(guò)程的基本特征，研究和發(fā)現(xiàn)多工序質(zhì)量變異流的傳遞和累積規(guī)律對(duì)現(xiàn)代質(zhì)量控制意義重大。本文以薄板類產(chǎn)品——軌道交通車輛自動(dòng)門的制造和裝配過(guò)程為研究背景，對(duì)研究多工序過(guò)程質(zhì)量控制的狀態(tài)空間方法和統(tǒng)計(jì)質(zhì)量控制方法進(jìn)行了創(chuàng)新和發(fā)展，主要就多工序制造過(guò)程質(zhì)量變異流的數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)建模、自動(dòng)門關(guān)鍵質(zhì)量特征的檢測(cè)與評(píng)定以及基于狀態(tài)空間方法對(duì)多工序裝配過(guò)程夾具系統(tǒng)布局的設(shè)計(jì)與優(yōu)化進(jìn)行了專題研究，包括五方面內(nèi)容:
　　(1)研究基于單向分類

2、模型的工序尺寸分析方法
　　對(duì)制造工序是否存在顯著變值系統(tǒng)誤差問(wèn)題進(jìn)行研究。依據(jù)統(tǒng)計(jì)學(xué)方法和加工經(jīng)驗(yàn)假設(shè)建立了機(jī)械加工尺寸的單向分類模型，采用假設(shè)檢驗(yàn)給出了檢驗(yàn)工序是否存在變值系統(tǒng)誤差的計(jì)算方法;并提出了依據(jù)單向分類模型，對(duì)制造工序系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差進(jìn)行方差分析的方法。實(shí)例證明，采用所提出的方法，可為科學(xué)評(píng)判工序變值系統(tǒng)誤差提供計(jì)算依據(jù)，并為區(qū)分工序系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差水平提供量化參考。
　　(2)研究基于半?yún)?shù)回歸的多工序數(shù)

3、據(jù)驅(qū)動(dòng)建模方法
　　針對(duì)多工序制造過(guò)程中加工誤差流的傳遞和累積問(wèn)題，研究了工序輸入尺寸誤差、系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差與工序輸出尺寸誤差間的關(guān)系，構(gòu)建了數(shù)學(xué)模型并給出了模型解算方法?；跀?shù)學(xué)公式推導(dǎo)和實(shí)際加工經(jīng)驗(yàn)假設(shè)，建立了工序輸出尺寸誤差與工序輸入尺寸誤差間的參數(shù)化表達(dá)，并將與工序輸出尺寸誤差關(guān)系未知的工序系統(tǒng)誤差非參數(shù)化表達(dá)，建立了制造過(guò)程加工誤差流的半?yún)?shù)回歸模型;采用廣義交叉核實(shí)函數(shù)計(jì)算平滑因子，以實(shí)際機(jī)械加工經(jīng)驗(yàn)確定正規(guī)化矩陣，

4、由補(bǔ)償最小二乘法求解了所建立半?yún)?shù)回歸模型的參數(shù)和非參數(shù)估計(jì)。以二工序磨削加工實(shí)例證明，采用半?yún)?shù)回歸模型描述加工誤差流，不僅能夠反映工序間誤差傳遞關(guān)系，分離工序系統(tǒng)誤差和隨機(jī)誤差，而且比完全參數(shù)建模方法和非參數(shù)建模方法具有更好的解釋性和適用性。
　　(3)變異流半?yún)?shù)回歸模型的應(yīng)用研究
　　研究使用半?yún)?shù)回歸模型描述產(chǎn)品質(zhì)量變異流的特性。分析了半?yún)?shù)回歸模型與一階自回歸模型的關(guān)系，通過(guò)對(duì)引擎蓋的多工序裝配過(guò)程分別使用半?yún)?shù)

5、回歸建模和一階自回歸建模，對(duì)兩種模型給出的質(zhì)量控制策略作了對(duì)比研究。研究了模型傳遞系數(shù)的性質(zhì)，給出了系統(tǒng)誤差在同一零件的不同質(zhì)量特征上可視為相同的評(píng)判依據(jù)。依據(jù)補(bǔ)償最小二乘估計(jì)理論分析了模型的精度。
　　(4)研究軌道交通車輛自動(dòng)門面輪廓度的測(cè)量和評(píng)定方法
　　針對(duì)軌道交通車輛自動(dòng)門的三種基本類型，研究了自動(dòng)門面輪廓度的測(cè)量和評(píng)定問(wèn)題。與一般空間曲面面輪廓相比較，依據(jù)軌道交通車輛自動(dòng)門面輪廓的特點(diǎn)，提出了使用三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)評(píng)定

6、自動(dòng)門面輪廓度誤差的簡(jiǎn)化方法。依據(jù)最小包容區(qū)域原理和最小二乘原理，分別建立了三種基本型式自動(dòng)門面輪廓度評(píng)定的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)不同面輪廓度評(píng)定準(zhǔn)則，使用matlab優(yōu)化工具箱對(duì)所建立的數(shù)學(xué)模型進(jìn)行求解，證明了所建立自動(dòng)門面輪廓度誤差評(píng)定數(shù)學(xué)模型的正確性和采用最小包容區(qū)域原理進(jìn)行面輪廓度誤差評(píng)定的最優(yōu)性。研究了面輪廓度測(cè)點(diǎn)分布方式與測(cè)量效率問(wèn)題，提出了一種用于輔助三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)面輪廓度測(cè)點(diǎn)分布的數(shù)學(xué)算式，為進(jìn)行軌道交通車輛自動(dòng)門面輪廓度評(píng)定的測(cè)

7、點(diǎn)分布提供了參考依據(jù)。
　　(5)研究基于狀態(tài)空間方法的多工序裝配過(guò)程夾具布局優(yōu)化設(shè)計(jì)方法
　　針對(duì)薄板類零件多工序裝配過(guò)程中一種共用定位銷的夾具布局優(yōu)化設(shè)計(jì)問(wèn)題，提出了一種設(shè)計(jì)計(jì)算準(zhǔn)則。首先，由狀態(tài)空間方程推導(dǎo)出了用于描述多工序裝配過(guò)程單一零件尺寸偏差狀態(tài)傳遞和累積的狀態(tài)空間模型。之后，采用數(shù)學(xué)公式推導(dǎo)和統(tǒng)計(jì)學(xué)方法由該模型得到了用于描述關(guān)鍵產(chǎn)品特征平移偏差和角位移偏差間關(guān)系的協(xié)方差矩陣。依據(jù)該矩陣的統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，提取矩陣的跡