基于特征面向装配规划的装配方向自动求解方法

为自动求解装配规划中零部件的装配方向,利用了特征造型平台,通过指定装配体中零部件间的配合特征元素,建立了产品的装配模型。利用装配模型中零部件的配合特征几何元素的构造过程信息,通过提取装配模型中零部件间的配合特征几何元素的构造坐标系,以坐标轴方向作为零件的装配方向。若装配体中零部件具有多个配合特征元素,则以零部件配合特征元素集所确定的装配方向集的交集作为零部件的装配方向。该方法被用于装配序列的自动求解,实践表明,该方法能自动求解各种构型零件的装配方向。     

基于误差敏感度的纳米机床综合误差优化

如何确定各项几何误差对机床综合误差的影响程度,从而合理地优化机床零部件的几何精度是机床设计过程中面临的一个难题.以一台三轴纳米机床为例,运用多体系统理论方法构建机床几何误差传递模型,并在此基础上提出了正交试验的误差敏感度分析方法,对纳米机床的几何误差进行了敏感度计算.以敏感度大小作为误差优化依据,制定了几何误差优化措施.计算和分析结果表明,对敏感度较大的几何误差进行优化,可以有效提高运动轴精度,从而为合理提高机床精度提供重要的理论依据.     

三轴数控平面磨床几何精度分析与稳健设计

为了经济合理地分配三轴数控平面磨床零部件几何精度,提出了一种几何精度分析设计的方法.针对磨床具体结构,基于多体系统理论和齐次坐标变换方法,建立了磨床几何误差传递模型,并通过试验验证了该模型具有理想的预测性能;根据误差传递模型,运用正交试验设计和参数试验的试验设计方法分析识别了影响磨床加工精度的11项关键几何误差因素;基于稳健设计理论,在成本分析和误差溯源基础上,建立了11项关键几何误差因素下的磨床成本-质量模型,并运用该模型对关键几何误差因素的公差进行了稳健设计.研究结果表明:上述方法能实现对磨床几何精度的经济合理的分配.     

双肘杆压力机误差建模及公差优化分配

近净成形要求压力机具有较高的输出精度,为此需要对其进行精度设计,即建立其误差传递模型,从而经济合理地分配各零部件的精度参数。采用矩阵法构建双肘杆压力机传动连杆误差模型及多体系统理论构建其框架几何误差模型;在此基础上,基于误差独立作用原理建立压力机传动连杆-框架综合误差模型,通过灵敏度分析找到影响其输出精度的关键因素;综合考虑加工成本和机构输出可靠性对关键部件公差进行优化分配,进而给出在各零部件加工及装配中应采取的措施。案例研究结果表明,该方法能够建立压力机传动连杆-框架综合误差模型,优化后各关键部件公差均有所增大,兼顾了经济性能和精度性能。     

基于马尔科夫模型的关联多工序装配系统装配质量分析

以关联多工序装配系统为研究对象,考虑上游工序对下游工序的质量影响,运用马尔科夫建模思想,建立了多工序装配系统的马尔科夫模型,提出了装配系统中瓶颈工序的判定方法.以某航天安溢阀门装配过程为案例进行装配系统的建模与质量分析,验证了关联多工序装配系统模型的准确性以及实用性.     

数控机床进给系统装配误差建模及特征分析

摘要：
通过建立几何模型,分析了数控机床进给系统运动过程中由装配引起的误差特征,提出了表示其误差特征的综合表达式,将装配误差分为周期性分量和累积性分量.通过仿真分析,研究了装配误差在数控机床内置传感器中的信号特征,以及对进给系统运动精度的影响规律.结果表明：装配误差的周期性分量不影响进给系统的定位精度,但会导致进给系统在运动过程中产生周期性波动,且在频率调制的条件下其周期性波动幅值将增加;装配误差的累积性分量影响进给系统的定位精度,当与运动方向发生交叉时将产生累积方向的变化.同时,对某数控机床内置传感器的信号特征进行分析,并基于分析结果进行装配调整,从而降低了由装配引起的运动误差,提高了被测数控机床进给系统的精度.
     

考虑多公差耦合的几何要素误差建模及产品装配精度预测

为了准确有效地实现零件几何要素误差建模,提出了一种基于多公差耦合作用下的几何要素误差建模方法.该方法采用小位移旋量(SDT,small displacement torsor)描述公差,针对平动公差与固定公差耦合建立几何要素误差模型,通过利用约束方程的不合格率p,推导各个误差分量参数的实际的分布规律,建立几何要素误差模型.采用雅可比旋量模型将该方法扩展应用于复杂装配体的装配误差建模中,实现了装配精度的预测.以顶尖尾座装配精度预测为例,验证了该方法的合理性及可行性.     

孔轴配合的精度预测与公差优化设计

以圆柱形孔轴配合的结合面为研究对象,研究了新一代GPS标准体系下多公差项的孔轴配合实际误差模型.以圆柱度为例,结合GPS标准中圆柱面形状误差的评定方法,采用蒙特卡洛法模拟误差的随机性,建立了孔轴圆柱面体外拟合尺寸实际变动区间求解模型,并分析实际误差对配合性质的影响.分析了包括方向公差(或位置公差)在内的三类公差耦合作用下孔轴结合面误差的形成机理,建立了不同配合性质下的圆柱形孔轴结合面的实际误差模型,获得了结合面误差分量的实际变动区间以及实际的配合性质.实现了在设计阶段对孔轴实际装配精度的预测.以实际的孔轴结合面精度与配合性质要求为约束,孔轴加工成本为目标,进行了孔轴零件的公差优化设计.最后以一孔轴配合的装配误差分析与公差优化为例,验证了该方法的可行性与实用性.     

液体静压导轨油膜结合面误差对导轨几何误差的影响机制

液体静压导轨是超精密车床的主要核心部件，其几何误差对超精密车床的加工精度起着至关重要的作用。制造装配误差以及变形误差是影响液体静压导轨几何误差的主要因素。为了提高液体静压导轨几何误差和精度保持性，该文建立液体静压导轨流固耦合仿真模型和螺栓预紧力学模型，分别讨论油压等因素作用下的静压导轨变形和螺栓预紧变形规律，提出表征制造装配误差的数学模型，建立油膜均化作用下的变形误差传递模型，分析导轨压板油膜结合面误差(即压力油膜所支承的结构表面误差)对工作台几何误差的影响机制。研究表明：液体静压导轨压力油膜的误差均化作用使得其几何误差远低于自身零部件面形误差，但压力油膜并不能完全均化油膜结合面上的误差；结合面误差增加的同时，其油膜均化能力逐渐减弱；此外，液体静压导轨直线度误差对油膜结合面误差幅值更为敏感，而角度误差受结合面误差函数的波长和相位差的影响更为明显。实验测量的导轨几何误差与模型预测结果一致。该研究为超精密车床的液体静压导轨制造、装备工艺提供了有益参考。     

RV摆线轮专用镗床几何误差分析

针对普通摆线轮镗孔设备存在效率低、精度低等问题，提出了一种摆线轮坐标孔专用镗床，并确定了专用镗床的整体结构。为提高专用镗床的加工精度，需要明确各几何误差元素对专机加工精度的影响程度，并重点控制影响程度较大的几何误差元素。首先分析了专用镗床的几何误差元素，基于多体系统理论和齐次坐标变换建立了专用镗床的几何误差模型，对比分析了模型计算结果与三角关系法计算结果，验证了误差模型的正确性；利用灵敏度分析法建立了各个几何误差元素的灵敏度方程，通过归一化处理确定了各个几何误差元素的灵敏度系数，得到了对专机加工精度影响最大的几何误差元素，并基于灵敏度分析结果，对专机关键部件进行选型。     

面向精密装配的零件形状误差评价参数确定方法

针对传统的以最小包容原则为基础的形状误差评价方法不足以定量描述形状误差分布和装配精度关系的现状,提出了面向装配精度的零件表面形状误差评价参数的确定方法.首先通过分析实际加工表面的检测参数确定非高斯模拟的输入参数,以非高斯平面模拟方法生成切削加工表面,以小波滤波获得表面形状误差,建立并提取能够表征表面形状误差分布的表征参数;将滤波后的表面通过接触点搜索的方法来模拟装配,计算装配后的第二个零件的空间方位变化的分布参数;通过相关分析确定零件形状误差表征参数和装配后零件空间方位分布参数的关系,确定形状误差评价参数,实现表面几何分布表征参数与装配精度关系的定量描述,为优化装配工艺从而提高装配精度提供科学依据.      

基于偏差向量的机器人装配系统误差分析

机器人装配系统中，装配误差是影响装配质量的重要因素。在分析了机器人装配过程各种误差的基础上，用偏差向量建立了装配误差的模型。基于刚体运动学原理，研究了装配工夹具的姿态偏差对零件配合面位置偏差的影响，推导了配合件和基础件相应配合面的位置和姿态偏差的计算公式,建立了机器人装配系统零件配合过程的误差分析模型。实例计算表明，该模型物理意义明确，通用性强，是系统评价机器人装配系统装配质量的基础。     

Error Analysis of Robotic Assembly System Based on Screw Theory

Assembly errors have great Influence on assembly quality in robotic assembly systems. Error analysis is directed to the propagations and accumula-tions of various errors and their effect on assembly success. Using the screw coordinates, assembly errors are represented as "error twist", the extremely compact expression. According to the law of screw composition, relative position and orientation errors of mating parts are computed and the necessary condition of assembly success is concluded. A new simple method for measuring assembly errors is also proposed based on the transformation law of a screw. Because of the compact representation of error, the model presented for error analysis can be applied to various part-mating types and especially useful for error analysis of complexity assembly.     

装配的误差校正柔顺

给出了一个通用的装配综合方法．通过构造一个对给定装配过程可能出现的每个构型,同时满足接触力有界和误差减小特性的适从矩阵Ｇ,来确保装配成功．采用最优化方法来确定理想的Ｇ值．研究表明,倒角装配的结果与ＲＣＣ一致．     

一种串联机器人的随机误差分析方法

利用旋量理论,通过定义关节处的误差运动旋量,建立了包含结构参数误差的串联机器人误差模型. 在此基础上,提出了一种将Monte Carlo方法与串联机器人误差模型相结合的随机误差分析方法,用于揭示机器人末端位姿误差的概率特性. 并以直角坐标装配机器人为例,在Matlab软件环境中进行了仿真,得到了机器人末端随机位置误差在工作空间内的分布规律. 仿真结果表明,该方法正确、有效,仿真得到的随机误差特性对标定精度的提高以及最优工作空间的选择具有重要意义.      

数控铣床几何误差测量与反向间隙补偿试验

 研究数控铣床几何误差检测及其补偿技术,对高速数控铣床工作空间中的平面误差场的检测、建模和补偿技术进行了比较系统和深入的探讨。对几何误差的基本特性,在单轴轴向运用高精度的HEIDENHAIN直线光栅进行了试验验证。结果表明,在满足基本测试条件下,误差的基本特性成立,这为提供新的误差测量方法打下了基础;针对数控铣床运动过程中的反向间隙,提出了插补运动综合几何误差的间隙补偿技术和算法,数据处理后的测量结果显示反向间隙可以很好地得到补偿。     

RV传动机构精度分析

以一类含渐开线和摆线的二级封闭式行星传动机构即RV（rotate vector）机构为对象,基于作用线增量原理,应用误差分析的传递矩阵法,研究了机构中各构件的原始误差在整个传动过程中对机构输出转角误差的影响规律,建立了适用于该机构精度分析的误差模型．该模型建立了各构件原始误差与机构输出误差的解析对应关系,揭示了机构中共用构件（曲柄轴等）的误差传递过程,以及由于固连输出盘与系杆导致的机构反馈误差与各构件原始误差的耦合关系,为该类机构的精度分析与设计提供了可靠的理论依据．最后,以RV320S型减速器为例,进行实例验算．结果表明,对机构输出转角误差影响最大的是输出盘上曲柄轴孔偏心误差,其次是摆线轮齿廓误差;机构的反馈误差对于高精密RV传动系统也不应忽视．     

元动作装配单元误差传递模型及有效路径求解方法

在对机械产品进行"功能-运动-动作"结构化分解的基础上,将影响元动作装配单元装配精度的误差源分为零部件的形状误差、位置误差、装配位置误差和运动误差等四类误差源。引入误差链接模型作为元动作装配单元误差关联关系的基本封装单元,构建结构化误差关联模型——链接网络和链接矩阵,形象描述误差间的耦合嵌套关系。提出基于误差链接模型的装配误差传递路径求解方法,用老鼠迷宫算法搜索所有可能的误差传递路径,以装配精度最高作为判别依据,得到各误差分量的有效传递路径。以蜗杆转动元动作装配单元蜗杆轴线平行度误差有效传递路径为目标,对上述方法进行验证,结果表明该方法能够高效地搜索到所有误差传递路径,并快速获得有效传递路径。该方法的提出为整机装配过程质量预测与控制提供了理论依据。