数控机床元动作单元的装配质量评价与控制技术研究

发布时间：2017-08-30 01:21

  本文关键词：数控机床元动作单元的装配质量评价与控制技术研究

  更多相关文章： 元动作单元 可靠性 精度 精度寿命 信息熵 模糊聚类

【摘要】：数控机床是集机、电、液、控等多学科与领域的复杂高科技产品,用户对其可靠性、精度和精度寿命(Reliability,Precision,and,Precision Life,RPPL)的要求极高。数控机床更是国家装备制造业的“工作母机”,是制造产业中的关键设备。装配对产品质量的影响是综合性的,产品性能的绝大部分是通过装配过程来实现的。目前对于数控机床的装配,只考虑精度的单因素装配工艺已经无法满足要求,需要建立RPPL的一体化控制(同时控制RPPL)的解决方案。本文在国家自然科学基金项目和国家重大科技专项支持下,以某型国产加工中心为研究对象,对装配过程中的一体化控制进行了系统研究,其主要内容如下:(1)详细的论述了PFMA“谱系(Pedigree)—功能(Functions)—运动(Movement)—动作(Action)”的结构化分解方法。通过分解得到最底层的元动作为基础,论述了元动作装配单元,将其作为研究装配质量(RPPL)的基本单位,简化了后续的研究内容。最后,以某型加工中心的主轴运动功能组件为例,完成了该功能部件的结构化分解。(2)基于信息熵提出了“单元质量熵”的概念,以此为基础构建了元动作装配单元质量评价模型。从人、机、料、法、环、测这六个方面具体分析了数控机床装配质量损失的原因。基于装配质量损失原因与元动作装配单元质量评价模型,论述了元动作装配单元的可靠性、装配精度和装配精度寿命的质量评价技术。最后,通过以某型加工中心主轴运动功能中的主轴转动元动作装配单元为例,验证了关于RPPL这三种评价方法的有效性。(3)将元动作装配单元通过质量评价得到的数据(综合评价指数)作为基础数据,结合模糊聚类的方法,提取出元动作装配单元关于RPPL的主要控制方向(即要求控制的RPPL中一个或多个指标),简化控制要求,然后针对已确定控制方向的元动作装配单元中的具体装配工序,建立了基于广义信息熵的分析模型,对分析的结果通过模糊聚类方法提取出了每道工序需要控制的重点内容(RPPL中的一个),形成了基于元动作装配单元质量一体化控制的流程。最后,以某型加工中心的主轴运动功能组件为例,从结构化分解到元动作装配单元的质量控制,详细的验证了该方法的有效性。
【关键词】：元动作单元 可靠性 精度 精度寿命 信息熵 模糊聚类
【学位授予单位】：重庆大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG95
【目录】：

• 中文摘要3-4
• 英文摘要4-9
• 1 绪论9-17
• 1.1 课题背景及研究意义9-11
• 1.1.1 课题研究背景9-10
• 1.1.2 课题研究意义10-11
• 1.2 数控机床装配过程与装配质量11-13
• 1.2.1 装配过程11
• 1.2.2 装配质量11-13
• 1.3 国内外研究现状13-14
• 1.3.1 装配可靠性研究现状13
• 1.3.2 装配精度研究现状13
• 1.3.3 装配精度寿命研究现状13-14
• 1.4 课题来源及主要研究内容14-15
• 1.4.1 课题来源14
• 1.4.2 主要研究内容14-15
• 1.5 论文整体结构与创新之处15-17
• 1.5.1 论文结构15-16
• 1.5.2 论文的创新之处16-17
• 2 数控机床PFMA分解技术及元动作相关理论17-27
• 2.1 引言17
• 2.2 数控机床的PFMA分解技术17-21
• 2.2.1 谱系17-18
• 2.2.2 PFMA结构化分解原理18-20
• 2.2.3 PFMA结构化分解原则20-21
• 2.3 元动作及其相关定义21-24
• 2.3.1 元动作的定义21
• 2.3.2 元动作结构单元21-23
• 2.3.3 元动作装配单元23-24
• 2.4 实例分析24-26
• 2.4.1 主轴功能组件的功能和结构简述24
• 2.4.2 主轴功能组件PFMA结构化分解及主轴转动元动作装配单元24-26
• 2.5 本章小结26-27
• 3 元动作装配单元的质量评价技术研究27-59
• 3.1 引言27
• 3.2 元动作装配单元质量损失原因分析27-32
• 3.3 信息熵和单元质量熵32-37
• 3.3.1 信息熵32-33
• 3.3.2 单元质量熵33
• 3.3.3 元动作装配单元装配质量评价模型33-36
• 3.3.4 基于统计过程控制思想的质量损失状态判定36-37
• 3.4 可靠性评价技术37-47
• 3.4.1 元动作装配单元可靠性影响因素37-38
• 3.4.2 基于层次分析法的模糊综合评价38-39
• 3.4.3 元动作装配单元可靠性评价技术39-43
• 3.4.4 实例分析43-47
• 3.5 精度评价技术47-51
• 3.5.1 元动作装配单元精度影响因素47
• 3.5.2 元动作装配单元精度评价技术47-49
• 3.5.3 实例分析49-51
• 3.6 精度寿命评价技术51-57
• 3.6.1 元动作装配单元精度寿命影响因素51-52
• 3.6.2 元动作装配单元精度寿命评价技术52-55
• 3.6.3 实例分析55-57
• 3.7 本章小结57-59
• 4 基于模糊聚类的元动作装配单元装配质量一体化控制技术59-79
• 4.0 引言59
• 4.1 模糊聚类59-61
• 4.1.1 模糊聚类的数学原理59-60
• 4.1.2 模糊聚类分析主要算法60-61
• 4.1.3 模糊聚类分析的特点61
• 4.2 基于模糊聚类的元动作装配单元的控制方向确定61-64
• 4.2.1 明确元动作装配单元所具特征值61-62
• 4.2.2 综合评价指数标准化62
• 4.2.3 建立元动作装配单元RPPL的模糊相似矩阵62-63
• 4.2.4 计算模糊等价矩阵63
• 4.2.5 元动作装配单元聚类划分63
• 4.2.6 最佳分类及主要控制方向的确定63-64
• 4.3 基于模糊聚类的元动作装配单元的一体化控制研究64-68
• 4.3.1 基于广义信息熵的装配工序分析模型64-65
• 4.3.2 元动作单元装配工序操作难度分析65-67
• 4.3.3 基于模糊聚类的控制点提取67
• 4.3.4 装配工艺的一体化控制措施制定流程67-68
• 4.4 一体化控制实例分析68-78
• 4.4.1 主轴功能组件中元动作装配单元的控制方向确定68-71
• 4.4.2 主轴转动元动作装配单元一体化控制71-78
• 4.5 本章小结78-79
• 5 总结与展望79-81
• 5.1 论文主要工作总结79
• 5.2 后续工作展望79-81
• 致谢81-83
• 参考文献83-87
• 附录87
• A．作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录87
• B．作者在攻读硕士学位期间参加的科研项目87

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本文编号：756491