产品装配顺序规划方法的研究

计算机辅助装配顺序规划是有关产品装配研究的重要内容。在提高装配顺序规划质量的条件下，综合拆分法与优先约束法的优点，提出了一种装配顺序规划的新方法。在子装配、组件预识别的基础上，采用割集法将产品进行拆分。基于装配城信息建立零件几何优先关系，基于产品共性特征及个性特征建立工艺优先关系，最终生成合理可行的装配顺序，并对实例进行分析。     

接头形式及装配顺序对车身装配偏差影响的研究

零件在不同方向上的装配偏差对接头形式具有敏感性。以搭接接头形式为例，采用最坏情况法分析了装配顺序对最终装配偏差的影响。分析结果表明，车身装配过程中，在不增加额外费用的前提下，零件之间采用合理的接头形式和装配顺序，同样能达到降低最终装配偏差的目的。     

基于影响系数法的薄板电阻点焊定位点优化

定位点的布置会在很大程度上影响薄板焊接装配在法向的变形。针对传统定位点布置优化仅仅研究薄板在外力作用下的变形,利用有限元分析理论,构建了考虑薄板在外力作用的变形和定位点位置两方面影响的薄板装配模型。采用影响系数法构建了偏差源对装配误差的影响系数矩阵,并创建以影响系数的绝对值最小为目标函数的数学优化模型。利用遗传算法求解模型最优解,提出了考虑边界与夹紧点的新型抽样方法来提高该算法初始点的均布性,计算结果表明偏差源对装配误差的影响系数与优化前相比减小了90%。     

基于三维产品模型的装配顺序规划实现技术研究

针对割集法装配序列自动生成存在的问题,以三维产品模型为基础,建立了基于三维产品模型的装配顺序系统结构,对其中涉及的最小生成树的获取、割集法装配序列自动生成、装配信息建模等关键技术进行了研究.在此基础上,以车床刀架为例.对以上技术进行了实现.     

基于有限元模型的汽车薄板焊装公差分配研究

当前的汽车车身薄板覆盖件焊装公差分配方法,通过收紧装配公差以期达到车身焊装高的质量要求,而公差过小不仅提高了制造成本,还往往超出了装配件制造能力。本文提出一种基于有限元模型的公差分配方法用于薄板装配,利用该方法可在装配前确定满足产品整体质量要求的最大允许加工公差,这样既可以降低装配件制造成本,又可以保证车身焊装的质量。此方法为汽车薄板件冲压工艺设计提供了依据。     

DFRA与产品结构优化

本文简单介绍了ＤＦＡ与面向机器人装配ＤＦＲＡ,以及在产品结构优化中的应用,并通过一个实例详细阐述基于ＤＦＲＡ的产品结构优化,验证其有效性。     

浅谈产品焊接接头的设计

本文通过产品实例分析了产品焊接接头设计对产品加工工艺性及焊接强度的影响，并提出了解决问题的具体方法。     

基于敏感度分析的多工位薄板装配过程测点优化设计

提出了一种多工位薄板装配过程测点优化设计方法。该方法利用薄板装配偏差流传递的状态空间模型确定优化设计的目标函数,采用遗传算法实现测点在多工位间坐标位置的优化设计。装配过程实验表明,该优化方法显著提高了测量数据对夹具定位偏差反应的敏感度,有助于在夹具定位偏差产生的早期发现问题,避免因夹具定位偏差引起的产品质量缺陷。     

薄板结构低噪声仿生拓扑优化方法

针对薄板结构的低噪声设计问题,以结构声辐射功率最小化为优化目标,借鉴植物脉序分枝结构的构型特征,提出了薄板结构加强筋布局的仿生拓扑优化方法。以结构应变能最小和释放局部最大剪应力作为加强筋主脉和次脉的生长准则,以广义Murray准则作为加强筋脉序的分歧准则,构造了具有脉序分级特征的加强筋自适应生长算法。以固支薄板结构的横向弯曲振动及声辐射问题为典型算例,对比分析了仿脉序分布加筋板结构的声辐射功率和振动功率流的分布特性。数值结果表明,与相同体积约束下的正交加筋布局方式相比,仿脉序分布加筋方法使薄板结构具有更优的声振特性,进而验证了薄板结构加强筋仿生布局降噪方法的有效性与可靠性。     

薄板对接接头的识别的视觉方法

对薄板紧密对接接头的识别问进行深入的分析，提出由照明、自适应局部特征提取、全局特征识别和验证融合在一起的视觉识别方法。试验表明此方法克服了电弧光的干扰、识别结果可靠，可以有效地解决薄板紧密对接接头识别这一难题。     

A systematic method of adaptive joint design considering different assembly sequence in sheet metal product

In sheet metal assembly, not only the component variations and tool errors, but also the component structure (joint type) and assembly process (assembly sequence) affect the final dimensional quality. In this paper, a systematic method for adaptive joint design considering different assembly sequence is proposed to meet the in-process dimensional adjustability of KCs (key characteristics). First, the adaptive characteristic of the sheet metal joint is depicted. Then, the mathematical model in order for concurrently optimizing both joint type and different assembly sequence is presented. How to evaluate the combination of joint type and assembly sequence is carried out according to two conditions: (1) for single KC, and (2) for multiple KCs. The KC confliction is considered to ensure the important KCs. Genetic algorithm is used to resolve the optimization of joint design. An example is chosen to demonstrate our method finally, and various joint designs are acquired according to different assembly sequences by this means. The proposed methods make it possible for us to improve the dimensional quality of product in the design stage.     

飞机钣金零件制造模型管理方法

分析了飞机钣金零件制造模型的典型状态组成,以框肋零件为例描述了零件制造模型设计态、毛坯态、成形件态和成品件态的内容.在此基础上,针对人员、数据和流程数据管理三要素,建立了基于多态模型的飞机钣金零件制造模型管理方法.对于人员管理,定义了飞机钣金零件制造的人员角色及其主要职责,采用基于规则的权限控制方法;对于数据管理,采用多态模型组织制造模型,以成形件态为例描述了节点数据模型;对于流程管理,以成形件态成形模具所用几何模型的设计为例,建立了流程管理模型.最后,以产品数据管理系统为平台建立了集成应用框架,验证了制造模型管理方法工程化应用的可行性.     

基于知识的飞机钣金零件工艺性评估方法

在把工艺性分解为可成形性、可加工性、易加工性三项内容的基础上,建立了工艺性评估指标.采用知识的系统化建模方法,构建了飞机钣金零件工艺性评估知识模型,采用数据库方式和程序方式,分别表示出工艺性评估描述性知识和过程性知识,分析了问题定义→知识搜索匹配→修改方案编码匹配→回馈的推理过程.在此基础上,设计了基于知识的评估流程,包括零件信息输入、评估计算,以及不符合工艺性要求零件修改方案的给出.设计了基于Web的飞机钣金零件工艺性评估系统结构,采用Struts框架开发了系统.最后,以某型机四肋前段工艺性评估为例,验证了上述方法的有效性和实用性.     

Simultaneous optimization of fixture and joint positions for non-rigid sheet metal assembly

This paper presents an optimization methodology for non-rigid sheet metal assembly variation by considering part variation, fixture variation, fixture layout, and joint positions, as well as the assembly spring back. The proposed algorithm integrates the finite element analysis (FEA) with a powerful global optimization algorithm, called the mode-pursuing sampling (MPS) method to simultaneously search for the optimal fixture and joint positions in order to minimize the assembly variation. An example application study is presented to demonstrate the optimization procedure and its effectiveness.     

结合供应链设计的产品族模块配置的主从优化

针对考虑供应链设计的产品族配置优化问题,根据对产品族模块配置与供应链协同优化问题的属性分析,提出一种新的设计理念,即产品族的模块配置与供应链设计是主从关联的。基于主从对策的决策机制,建立了这种关联协同优化的混合0-1非线性双层规划模型,该模型上层是整个产品族的配置优化,以顾客效用与成本之比为优化目标,决策产品族的模块配置;下层是相应生产供应链的设计优化,选择不同的模块供应商与不同产品的制造商并以整个生产供应链过程的成本最低为优化目标。针对模型为0-1混合非线性的特点,上下层分别采用遗传算法设计求解,并以一个简化的发电机产品族的例子来加以说明,结果表明所提双层模型能够有效解决产品族模块配置与供应链协同优化问题,并能得到较优的产品族配置方案。     

基于夹具配置的薄板件装配偏差分析模型

为提高当前柔性薄板零件装配偏差分析的效率,提出了一种考虑夹具配置的装配偏差分析模型。通过对柔性薄板的定位装配过程的研究,分析了零件偏差、夹具偏差和装配偏差在各个步骤中的变化过程,建立了N-2-1和3-2-1两种夹具定位规则下的装配前后偏差之间的线性关系;根据装配后夹具定位点的释放模式的不同,建立了过定位释放和完全释放两种模式下的装配偏差分析模型。最后,通过分析实例薄板的装配偏差,表明了该装配偏差分析模型的有效性。     

Quality design of fixture planning for sheet metal assembly

Fixturing plays an important role in enhancing weld quality of the sheet metal assembly process. However, traditional experience-based fixturing schemes and purely optimal fixturing schemes are often sensitive to location fluctuation of the designed locators. In this paper a mathematical representation of deterministic locating and total fixturing for a flexible workpiece is developed first, then a virtual beam model is proposed to evaluate the degree of flexibility of the locating points. A quality design model of fixture planning for sheet metal assembly with resistance spot welding is then developed; both the performance expectation and the variance are considered in the formulation of the objective function; a prescribed factor is used to weight the two objectives. The finite element model based on ANSYS software is set up with a spot weld feature employed and genetic algorithm is used in the optimization process. A simple example and an industrial case illustrate the feasibility of the developed model. This work provides a basis for improving the quality of sheet metal assembly in the design phase.     

面向CIMS的板类零件下料工艺系统

介绍了一个以优化排样为核心，为企业板类零件下料生产提供有效整体解决方案的集成工艺设计系统。提出了基于企业局域网、面向GIMS的总体集成设计方案，开发了以优化排样为核心的下料工艺设计流程，设计并实现面向多种下料工艺的优化排样算法。最后以广西某集团为对象介绍了上述思路的具体实施方案及实施效果。     

基于边缘纤维屈服准则的薄板结构加强筋的优化设计法

提出一种基于边缘纤维屈服准则的薄板结构加强筋的优化设计法,在给定荷载及支撑的条件下,用壳单元模拟薄板壳,用梁单元模拟加强筋,并根据梁的边缘纤维屈服准则给出加强筋截面高度的修改公式,通过结构重分析不断修改梁单元的尺寸,使每个梁单元的边缘纤维达到屈服,满足迭代收敛准则后删除截面高度小于阈值的梁单元,获得薄板结构加强筋的新的分布形式并提高阈值.在加强筋的新的分布形式基础上进行下一轮优化设计.当阈值达到阈值上限时优化设计结束,从而获得最终的加强筋的分布形式及其截面尺寸.算例表明该方法简单有效,计算量小.     

面向复杂产品协同优化的构件化分析方法研究

提出基于构件化分析技术的复杂产品协同优化设计方法。该方法以分析元作为优化的基本单元,复杂产品分析元的性能目标作为优化约束,建立分析元优化、产品优化的多层次优化模型,实现各层次对信息和资源的共享,为协调处理各种耦合和冲突,为实现复杂产品协同优化设计提供了模型映射方法。最后,以锤式破碎机主轴为具体的应用实例,充分验证该方法在复杂产品设计开发过程中的实用性和技术可行性,有效提高了企业设计开发能力。