采用响应窗和taguchi法的薄板变形及装配偏差稳健性研究

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1、工程硕士学位论文3．5应用实例⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．303．5．1吸盘下压吸附过程建模⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．313．5．2稳健控制策略的应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．323．6本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．32第4章采用影响系数法的柔性薄板装配偏差分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．2基于影响系数法的薄板装配偏差分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．344．2．1影响系数法与有限元法的比

2、较⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯344．2．2柔性薄板件装配流程分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯，⋯⋯⋯⋯⋯⋯354．2．3影响系数法求解方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．364．3综合柔性薄板装配偏差模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．384．3．1夹具定位偏差对装配体的影响⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．394．3．2综合柔性装配偏差分析模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。424．4案例应用⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．424．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．45第5章采用Taguchi法的薄板

3、装配偏差稳健性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．1引言⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．2采用Taguchi法的装配偏差稳健性分析⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．2．1Taguchi稳健性分析模型⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯465．2．2质量损失函数⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．505．3基于Taguchi法的装配偏差稳健性分析求解⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯505．4响应窗法与Taguchi法结果对比⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯565．5本章小结⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

4、⋯⋯⋯⋯⋯57全文总结及展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯58参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯61蜀[谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．66附录A攻读学位期间所发表的学术论文⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯67附录B数据⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯68Ⅶ工程硕士学位论文1．1课题研究背景及意义第1章绪论1．1．1课题研究背景轿车车身是由数百种薄板冲压件在各级装配站上经零件、组件、分总成、总成到白车身的装配顺序焊接而成，它包含了薄板冲压、

5、机器人装配及检测等学科，过程十分复杂。焊接装配站约有70．120个，每个装配站均配有一定数量的定位块、夹具、焊枪。这种层层传递的装配关系，不可避免地会引入尺寸偏差，并不断的积累、传递，最终对车身整体质量产生影响。美国权威质量评价机构J．D．Power在1997对全球汽车品质质量关键问题进行了调查评估，其结果显示车身质量问题占整车质量问题的40％以上【11。2005年，该机构又针对用户对汽车各个部件的满意度进行了调查，其中车型外观占所有因素的13％．24％，可见汽车用户对汽车外观质量是非常重视的【2】。轿车车身是一个多工位的柔性薄板件装配过程，其中零件偏差、夹具偏差等都直接影响着装配偏差，装

6、配偏差又直接影响整车的性能和外观质量，这对汽车市场的竞争力有较大的影响，因此国内外各大汽车公司对车身质量控制均给予了高度的重视。现行的汽车设计过程通常是对试制后的样车零件进行测量，若存在较大偏差，则需反复修改夹具设计方案、装配方式等过程，从而使样件达到设计要求，而且在后期产品的功能评估阶段，为了保证最终的装配质量满足设计要求，又需要对冲压模及夹具进行再一轮的反复修改。随着现代汽车市场竞争的不断加剧，各大汽车厂已经显著地加大了在汽车制造质量控制和缩短汽车开发周期方面的投入。夹具定位方案设计和虚拟装配偏差分析是车身质量控制的两大块，传统的夹具方案设计主要是依靠设计者的经验，稳定性和效率性都不高

7、。而以往薄板件偏差分析方法主要是依靠有限元分析，计算精度虽高，但效率较低，不符合实际生产的需求。本文在此背景下，利用响应窗技术对薄板件夹具定位方案中的控制参数进行了研究，得到了薄板变形稳健性较高且变形较小的合理控制策略区间。此外，建立了柔性薄板件装配偏差分析模型，利用Taguehi法对此模型进行了以定位点为设计变量，装配偏差为响应量的稳健性分析，并将设计结果同响应窗法得到的薄板变形稳健性结论进行比较，探讨响应窗法得到的薄