适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法及装置，包括如下步骤：步骤1，零部件偏差的旋量表达：进行零部件偏差的提取和数学表示，得到偏差数据；步骤2，偏差模型的建立：以偏差数据为基础，进行偏差建模，根据模型分析的结果作为装配质量评价目标；步骤3，零部件匹配组合寻优：结合所述装配质量评价目标，利用大数量模拟装配得到最优组合数。相比传统的互换装配法，选择装配法、修配法等，本方法所提供的技术方案可以在实际装配之前进行模拟装配分析，快速寻找最优的装配组合，进一步地可以最大限度的利用现有零部件，减少产品的报废率。在零部件制造水平和精度不变的情况下，大大提高了产品的装配合格率。

Matching analysis method and device for assembling parts of train body

The invention provides a matching analysis method and device suitable for assembling parts of train body, which comprises the following steps: Step 1, screw expression of deviation of parts: extracting deviation of parts and mathematical expression to obtain deviation data; step 2, establishment of deviation model: deviation modeling based on deviation data, and assembly based on the result of model analysis Quality evaluation target; step 3, parts matching and combination optimization: combined with the assembly quality evaluation target, a large number of simulation assembly is used to obtain the optimal combination number. Compared with the traditional interchangeable assembly method, the selection of assembly method, repair method, etc., the technical scheme provided by this method can carry out simulation assembly analysis before the actual assembly, quickly find the optimal assembly combination, further can maximize the use of existing parts and reduce the scrap rate of products. Under the condition that the manufacturing level and precision of the parts remain unchanged, the assembly qualification rate of the products is greatly improved.

【技术实现步骤摘要】
适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法及装置
本专利技术涉及装配体零部件的装配偏差控制与零件匹配领域，具体地，涉及一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法及装置。
技术介绍
机械产品通常由许多零部件组成，零部件形状、结构特点不同，装配形式和装配方法也不同。装配是产品加工过程的重要阶段，装配质量的好坏可以直接影响产品性能。而机械零部件由于自身加工精度的问题，往往形成相对于名义值有尺寸、形状和位置的偏差，在装配过程中，零部件间偏差的传递和累积会直接影响到整体产品的装配质量。对零部件装配偏差的分析和匹配研究一直是复杂机械产品质量控制的重点。高速列车，作为我国大力发展的国家品牌产品，代表着我国制造业的整体水平。它的装配过程复杂，包含了成千上万的零部件，其偏差的控制和零部件之间的匹配优化对高速列车的产品合格率至关重要。高速列车车体，作为列车的主体和旅客的乘坐载体，其装配质量将直接影响旅客安全以及舒适度。较好的偏差分析和匹配方法对于高速列车车体的零部件装配质量至关重要。传统的零部件偏差控制和匹配方法，主要是互换装配法，选择装配法、修配法和调整装配法。这些传统的装配匹配方法存在对零部件精度要求高、产品合格率低以及匹配效率低下的突出问题。在零部件不同偏差下，如何快速精确地寻找正确的零件进行匹配，使零件装配组合满足最终偏差要求，如何最大限度地利用现有车体零部件，提高零部件的利用率和合格率，一直是迫切需要解决的问题。传统的如专利文献CN107992670A所公开的一种汽车零部件的模拟匹配方法，包括：数据采集步骤，其中，扫描整车的一级零部件以获取它们的3D数据；模拟装配步骤，其中，根据扫描的数据将一级零部件模拟组装到数字标准车身上，以得到一级零部件的超差数据；匹配和分析步骤，其中，根据扫描的数据利用仿真技术将一级零部件与实际车身数据模拟组装在一起并进行匹配分析，以得到一级零部件与实际车身数据模拟组装的超差数据；尺寸改善步骤，其中，根据分析结果制定改善策略，以通过模拟仿真对有问题的一级零部件数据进行修复。高速列车车体零部件通常具有多种偏差存在。但是目前针对高速列车车体零部件偏差和零件匹配还主要停留在传统匹配方法和工艺上，相关的理论研究还很缺乏。在车体零部件存在不同大小和类型偏差的情况下，高效地选配合格零部件满足偏差要求的同时，近一步提高产品合格率方面还存在不足。
技术实现思路
针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法及装置。根据本专利技术提供的一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，包括如下步骤：步骤1，零部件偏差的旋量表达：进行零部件偏差的提取和数学表示，得到偏差数据；步骤2，偏差模型的建立：以偏差数据为基础，进行偏差建模，根据模型分析的结果作为装配质量评价目标；步骤3，零部件匹配组合寻优：结合所述装配质量评价目标，利用大数量模拟装配得到最优组合数。优选地，所述零部件为列车侧墙零部件，包括：墙下板、窗间板以及墙上板；所述墙下板、窗间板以及墙上板依次连接。优选地，所述零部件偏差包括：连接方向上的尺寸偏差、连接面的面轮廓度、垂直于零件表面的面轮廓度。优选地，所述模型用沿x、y和z轴三个方向的转动旋量和沿x、y和z轴三个方向的平动旋量来表示。优选地，所述步骤2包括如下步骤：步骤2.1，建立各个偏差之间的传递模型，根据零部件偏差所在几何特征的位置不同，建立各自的局部坐标系；步骤2.2，根据装配关系，计算各零件几何特征相对于测量终点的空间位置距离和角度；利用雅克比矩阵建立各特征偏差相对于测量终点的传递关系；步骤2.3，根据已建立的模型和雅克比矩阵，来表征偏差传递分析模型。优选地，所述偏差传递分析模型的输入参数为零部件的空间位置、几何尺寸和偏差值；以测量终点的偏差值作为输出值来评价装配体的装配质量。优选地，所述步骤3包括如下步骤：步骤3.1，模拟实际装配，从零件组中各抽取一个零件根据偏差传递函数进行计算，得出测量起始点与测量终点之间的目标偏差，并进行判断；步骤3.2，模拟装配一次之后，将已模拟装配的零件分别从零件组中删去，不计入下一次模拟装配。根据本专利技术提供的一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析装置，包括如下模块：零部件偏差的旋量表达模块：进行零部件偏差的提取和数学表示，得到偏差数据；偏差模型建立模块：以偏差数据为基础，进行偏差建模，根据模型分析的结果作为装配质量评价目标；零部件匹配组合寻优模块：利用大数量模拟装配得到最优组合数。与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：1、通过本技术方案，可以清晰全面地描述高速列车车体零部件之间的空间装配关系，可以直观地描述零部件之间不同的偏差值对目标测量点偏差的影响。可以直接得到目标点偏差在x、y和z轴三个方向的角度偏差和沿x、y和z轴三个方向的位移偏差。2、通过本技术方案，不同零部件的不同类型和数值的偏差都可以进行描述，具有广泛适用性。可以适用于不同装配关系和装配类型的高速列车车体的装配中。3、可以快速建立零部件组群的偏差信息数据库，通过偏差传递模型直接得到相对应的目标偏差。通过计算机随机模拟装配来对已有零件进行装配分析，减少了实际人力物力成本，节约时间，大大提高了产品的利用效率。4、相比传统的互换装配法，选择装配法、修配法等，本方法所提供的技术方案可以在实际装配之前进行模拟装配分析，快速寻找最优的装配组合，进一步地可以最大限度的利用现有零部件，减少产品的报废率。在零部件制造水平和精度不变的情况下，大大提高了产品的装配合格率。附图说明通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：图1为高速列车侧墙零部件组合结构示意图。图2为侧墙零部件接口示意图。图3为轮廓度偏差的旋量表达示意图。图4为侧墙零部件装配空间关系和局部坐标系示意图。图5为侧墙装配体装配尺寸链示意图。图6为模拟装配及寻优组合流程示意图。具体实施方式下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。如图1至图6所示，根据本专利技术提供一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，包括如下步骤：步骤1，零部件偏差的旋量表达：进行零部件偏差的提取和数学表示，得到偏差数据；步骤2，偏差模型的建立：以偏差数据为基础，进行偏差建模，根据模型分析的结果作为装配质量评价目标；步骤3，零部件匹配组合寻优：结合所述装配质量评价目标，利用大数量模拟装配得到最优组合数。步骤1主要是使零部件的偏差的提取和数学表示。步骤2在步骤1得到的偏差数据为基础，进行偏差建模，根据模型分析的结果作为装本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤1，零部件偏差的旋量表达：进行零部件偏差的提取和数学表示，得到偏差数据；/n步骤2，偏差模型的建立：以偏差数据为基础，进行偏差建模，根据模型分析的结果作为装配质量评价目标；/n步骤3，零部件匹配组合寻优：结合所述装配质量评价目标，利用大数量模拟装配得到最优组合数。/n

【技术特征摘要】
1.一种适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1，零部件偏差的旋量表达：进行零部件偏差的提取和数学表示，得到偏差数据；
步骤2，偏差模型的建立：以偏差数据为基础，进行偏差建模，根据模型分析的结果作为装配质量评价目标；
步骤3，零部件匹配组合寻优：结合所述装配质量评价目标，利用大数量模拟装配得到最优组合数。


2.根据权利要求1所述的适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，其特征在于，所述零部件为列车侧墙零部件，包括：墙下板、窗间板以及墙上板；所述墙下板、窗间板以及墙上板依次连接。


3.根据权利要求1所述的适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，其特征在于，所述零部件偏差包括：连接方向上的尺寸偏差、连接面的面轮廓度、垂直于零件表面的面轮廓度。


4.根据权利要求1所述的适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，其特征在于，所述模型用沿x、y和z轴三个方向的转动旋量和沿x、y和z轴三个方向的平动旋量来表示。


5.根据权利要求1所述的适用于列车车体装配零部件的匹配分析方法，其特征在于，所述步骤2包括如下步骤：
步骤2.1，建立各个偏差之间的传递模型，根据零部件偏差所在几何特征的位置不同，建立各自的...

【专利技术属性】
技术研发人员：李志敏，李宝旺，杨孟珂，金隼，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31