[发明专利]面向装配精度的多个对称体装配工艺参数优化方法

说明书

本发明提供一种面向装配精度的多个对称体装配工艺参数优化方法，具体过程为：初始化第k个零件绕坐标轴z的旋转量θ_zk；根据约束关系和目标函数计算第k个零件绕坐标轴x，y的旋转量θ_xk,θ_yk和第k个零件沿坐标轴z的平移量dz_k；装配时约束x方向和y方向的移动，根据当前的四个参数(dz_k,θ_xk,^θ_yk,θ_zk)计算其对应的转配指标；当转配指标满足要求时，则根据当前的参数完成零件的转配，否则，优化第k个零件绕坐标轴z的旋转量θ_zk再继续计算，直至装配指标满足要求为止。本发明在转配时约束x，y方向的移动，将四个参数(dz_k,θ_xk,θ_yk,θ_zk)分成两层，采用分层求解的方式，并进行线性化处理，简化计算过程，极大地减少了计算量，提升了计算效率，使本参数优化方法可以用于生产实际。

技术领域

本发明涉及一种面向装配精度的多个对称体装配工艺参数优化方法，属于精密装配技术领域。

背景技术

对于精密/超精密机械系统而言，往往有这种情况发生：即便是零件加工误差、表面质量满足设计要求，但装配后系统精度和性能仍不能满足设计要求，即装配成功率低。还有一种情况是，整个系统装配后立即测试时，其精度和性能均满足要求，但放置一段时间后，精度就发生了变化，即精度保持性差。如精密导航制导系统中的衡量陀螺仪性能的指标“漂移速率”和“稳定期”与零件的加工误差和装配误差具有密切关系。在高精度机电仪表研发和生产行业内基本上形成了这样的共识：形位误差和装配工艺引起的装配过程仪表内部非均匀应力场形成及演变和参数变动是影响陀螺仪精度和精度稳定性的关键因素。因此开展装配前对零件装配工艺的模拟与工艺参数的优化研究具有重要的意义。

待装配的零件通常可分类对称零件和非对称零件，本发明的研究对象是对称零件，如圆环，垫片，正方体等。由于加工工艺系统的误差使得零件加工后通常并不是理想的中心对称，从而导致对称零件装配时位姿发生了变化。尤其当装配体包含较多中心对称零件时，各零件之间装配误差将会出现耦合、累积、抵消的情况。那么，如何控制零件的位姿以获得高精度的装配工艺是实现高精度装配的关键。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种面向装配精度的多个对称体装配工艺参数优化方法，该方法使得装配参数能够被定量化控制，从而提高了装配精度、装配稳定性、一次装配合格率，降低了生产成本。

实现本发明的技术方案如下：

一种面向装配精度的多个对称体装配参数优化方法，具体过程为：

初始化第k个零件旋转量θ_zk，θ_zk为第k个零件绕坐标轴z的旋转角度；

根据式(9)的约束关系和目标函数计算第k个零件绕坐标轴x，y的旋转量θ_xk,θ_yk和第k个零件沿坐标轴z的平移量dz_k；

其中，z_i,n、x_i,n、y_i,n表示第n个面上点i的z、x、y坐标值，z_i,m表示第m个面上点i的z坐标值，m,n∈C_q，C_q表示装配关系集合，且n表示属于第k零件的标号为n的面，m表示与面n存在装配关系的面，ρ_i为i处所受的分布力；

装配时约束x方向和y方向的移动，根据当前可调整自由度(dz_k,θ_xk,θ_yk,θ_zk)计算其对应的装配指标；