多工序制造過程制造誤差非線性顯式建模理論和誤差源診斷研究.pdf

1、產(chǎn)品尺寸制造誤差是直接影響產(chǎn)品質(zhì)量、生產(chǎn)率和市場響應(yīng)時間等的最重要因素之一。復(fù)雜產(chǎn)品的制造過程往往是一個多工序制造過程,最終產(chǎn)品質(zhì)量受到制造過程中所有工序上多個誤差源的影響。除了單個工序上的各種誤差外,不同工序間存在復(fù)雜的耦合關(guān)系,這些制造誤差不斷產(chǎn)生、增長、消減、累積和傳遞,形成了最終產(chǎn)品的尺寸誤差。本文以多工序制造過程為研究對象,通過對制造誤差流建模、診斷和控制,為多工序制造過程中制造誤差預(yù)測與減少提供共性技術(shù)與方法,確保系統(tǒng)在高質(zhì)

2、量控制模式下運行。
　　 基于前人的研究成果和大量實際的工程經(jīng)驗,本文在多工序制造過程尺寸制造誤差建模、診斷和控制的研究中做出了以下研究工作:
　　 (1)多工序制造過程制造誤差面向?qū)ο驪etri網(wǎng)模型建立了制造誤差面向?qū)ο驪etri網(wǎng)模型從邏輯層上分析制造過程中制造誤差和誤差源之間關(guān)系及它的動態(tài)演化規(guī)律。Petri網(wǎng)(Petri Net,PN)是一種以圖形方式研究系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)和動態(tài)特性的理論,能夠通過直觀的系統(tǒng)圖表示多

3、個元素之間的邏輯關(guān)系,是一種優(yōu)秀的復(fù)雜系統(tǒng)建模方法。制造誤差面向?qū)ο驪etri模型有機結(jié)合了面向?qū)ο蠼＜夹g(shù)(Object-Oriented Modeling,OOM)與Petri網(wǎng),即具有OOM的模塊化、可重復(fù)使用性的特點,又繼承了PN的結(jié)構(gòu)化的復(fù)雜邏輯關(guān)系描述能力,可以作為在邏輯層次上對制造過程中制造誤差進(jìn)行建模的有效方法之一。
　　 (2)多工序制造過程制造誤差傳遞數(shù)學(xué)建模建立了關(guān)鍵產(chǎn)品特征狀態(tài)空間模型,并對狀態(tài)空間的工程

4、含義、狀態(tài)向量、控制向量、觀測向量以及系統(tǒng)矩陣、控制矩陣和觀測矩陣進(jìn)行定義;通過對關(guān)鍵產(chǎn)品特征誤差、刀具路徑、定位基準(zhǔn)、測量基準(zhǔn)和夾具幾何關(guān)系的研究,顯式表達(dá)了零件的關(guān)鍵產(chǎn)品特征與各種誤差源之間的影響關(guān)系和動態(tài)變化,解決了傳統(tǒng)方法難以給出誤差轉(zhuǎn)換與累積關(guān)系顯式表達(dá)的難題。
　　 (3)多工序加工系統(tǒng)誤差源診斷方法提出了基于狀態(tài)空間模型、估計理論和先進(jìn)統(tǒng)計學(xué)相結(jié)合的誤差源診斷方法,該方法可以有效地診斷出多工序制造過程的誤差源,并為