基于偏差模式的柔性薄板产品夹具偏差诊断系统技术方案

本发明专利技术公开一种产品制造技术领域的基于偏差模式的柔性薄板产品夹具偏差诊断系统，其中：装配总成偏差模块建立装配总成偏差与参与装配零件的制造偏差和夹具偏差之间的线性关系，并把结果发送到装配偏差数据预处理模块和夹具偏差诊断模块；装配偏差数据预处理模块利用装配总成偏差模型中装配总成偏差与零件制造偏差之间的关系，得到由零件制造偏差引起的装配总成偏差数据，从而从装配总成偏差检测数据中消除掉，得到主要由夹具偏差引起的装配总成偏差数据；夹具偏差诊断模块基于上述两个模块得到的结果进行夹具偏差诊断。本发明专利技术在零件偏差测量数据和装配总成偏差测量数据基础上，诊断出对装配总成偏差有重要影响的夹具偏差源。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到的是一种汽车工程
的夹具偏差诊断系统，具体涉及的 是一种基于偏差模式的柔性薄板产品夹具偏差诊断系统。
技术介绍
轿车车身是由柔性薄板零件通过多个工位焊接装配而成。在每一工位上，每一个待焊零件由定位销或定位夹紧块等夹具进行零件的定位和夹紧，精确控制零 件的空间位置和姿态，然后进行悍接装配。车身薄板零件在焊接装配时，根据零 件的大小采用3-2-1或N-2-1定位方式，即在零件最大投影平面设置3或N个定 位夹紧点，在另外两个垂直投影平面按大小分别设置2个和1个定位夹紧点，这 些零件的定位夹紧点由焊装夹具的定位销和定位夹紧块实现。轿车车身零件都是由冲压工艺制造而成，由于冲压回弹的存在，零件尺寸存在制造偏差是不可避免的，并且在冲压生产过程中由于零件材料存在差异、冲压 模具在使用过程的磨损等原因往往会影响冲压零件的尺寸状况。在后续零件的焊 接装配过程中，用于零件定位夹紧的夹具由于制造或在实际使用磨损等原因，往 往也会与名义设计位置有偏差，这些夹具偏差在装配过程中也会影响装配总成的 尺寸状况。因此，这些零件制造偏差和夹具偏差会综合影响装配总成尺寸，形成 装配总成的尺寸偏差。在车身多工位装配过程中，这些装配总成的尺寸偏差在下 级装配工位会作为新的零件制造偏差输入，连同新的夹具偏差影响着更高级装配 总成的尺寸状况。因此某一级总成的尺寸偏差是所有参与装配的零件制造偏差和 多级工位夹具偏差影响的综合。如果在实际生产过程中，通过检测发现某一总成 尺寸偏差超差，如何快速正确地检测出偏差产生的部位是非常重要的。经对现有技术的文献检索发现，中国专利号CN 1655082A提出了一种基于核 主元分析的非线性故障诊断的方法。该专利技术用系统正常状态时的监测数据进行非 线性分析，应用重要的非线性主元构造系统正常状态时的核主元模型；将系统新测量的数据映射到核主元模型，用核主元模型对新测数据提取的特征信息对数据 进行重构；通过计算新测数据和核主元模型对其重构之间的余差来判断系统的工 况条件。应用此方法到车身装配尺寸质量诊断虽然能监测出质量问题，但无法诊 断出影响装配尺寸质量的夹具偏差量和发生的部位。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术的不足，提出一种基于偏差模式的柔性薄板产品夹具偏 差诊断系统，在零件偏差测量数据和装配总成偏差测量数据基础上，实现对单一 焊接工位各夹具偏差量的分析，诊断出对装配总成偏差有重要影响的夹具偏差 源。本专利技术是通过以下技术方案实现的，本专利技术包括如下三个模块装配总成偏 差模型模块、装配偏差数据预处理模块、夹具偏差诊断模块。在确定参与装配零 件的各定位夹紧点位置、焊点位置以及装配总成测点位置基础上，其中所述装配总成偏差模块建立装配总成偏差与参与装配零件的制造偏差和夹 具偏差之间的线性关系，并把结果发送到装配偏差数据预处理模块和夹具偏差诊 断模块，作为装配偏差数据预处理和夹具偏差诊断的依据；所述装配偏差数据预处理模块利用装配总成偏差模型中装配总成偏差与零 件制造偏差之间的关系，得到由零件制造偏差引起的装配总成偏差数据，从而从 装配总成偏差检测数据中消除掉，得到主要由夹具偏差引起的装配总成偏差数 据，此结果输入到夹具偏差诊断模块中作为夹具偏差诊断的数据样本；所述夹具偏差诊断模块利用装配总成偏差模型中装配总成偏差与夹具偏差 之间的关系，得到各夹具偏差模式基向量，利用装配偏差数据预处理模块得到的 主要由夹具偏差引起的装配偏差数据进行夹具偏差诊断。所述的装配总成偏差模型模块包括零件偏差诱因模型子模块、夹具偏差诱因 模型子模块，其中所述零件偏差诱因模型子模块负责得到装配总成偏差与零件制造偏差之间 的关系，包含装配总成测点对应零件测点的初始制造偏差和零件焊点偏差引起的 装配总成偏差两部分，用公式表述为{^7" = {^}，其中{"}为装配总成测点对应零件上测点的初始制造偏差，为装配总成偏差对零件焊点偏差的敏感度矩阵，{7}为零件焊点偏差；所述夹具偏差诱因模型子模块负责得到总成偏差与各夹具偏差之间的关系 其中为装配总成偏差对各夹具偏差的敏感度矩阵，{^}为各夹具偏差，零件偏差和夹具偏差是引起装配总成偏差的最主要的两部分偏差来 源；零件偏差诱因模型子模块是装配偏差数据预处理模块的基础，夹具偏差诱因 模型子模块是夹具偏差诊断模块的基础。和是通过装配零件有限元或运动学分析获得。所述的装配偏差数据预处理模块包括零件偏差诱因数据子模块、夹具偏差诱 因数据子模块，其中-所述零件偏差诱因数据子模块利用装配总成偏差模型中零件偏差诱因模型 子模块和零件偏差检测数据，得到由零件制造偏差引起的装配总成偏差数据；所述夹具偏差诱因数据子模块得到主要由夹具偏差引起装配总成偏差，是由 装配总成偏差检测数据消除掉由零件偏差诱因子模块计算得到的零件偏差引起 的装配总成偏差数据得到的。夹具偏差诱因数据子模块得到的装配总成偏差数据 是夹具偏差诊断模块的数据样本输入。所述的夹具偏差诊断模块包括夹具偏差模式基向量构建子模块、各夹具偏差 量子模块、主要夹具偏差源诊断子模块，其中所述夹具偏差模式基向量构建子模块利用装配总成偏差模型模块中夹具偏 差诱因模型子模块的装配总成偏差对各夹具偏差的敏感度矩阵进行单位正交处理得到各夹具偏差模式基向量；所述各夹具偏差量子模块是利用装配偏差数据预处理模块中夹具偏差诱因 数据子模块得到的装配偏差数据向各夹具偏差模式基向量映射得到夹具偏差基 向量对应的夹具偏差量，进而得到各夹具实际偏差量数据；所述主要夹具偏差源诊断子模块对得到的各夹具实际偏差量数据进行方差 计算，判断各夹具偏差对装配偏差的贡献度，诊断出影响装配总成偏差的主要的 夹具偏差源。本专利技术考虑车身制造过程薄板零件具有柔性变形的特点，结合有限元技术建立了装配过程装配总成偏差模型，构建了各夹具偏差模式基向量，结合零件检测 数据和装配总成检测数据能及时发现生产过程中各定位夹具存在的问题，进行过 程整改，提高产品质量，适用于车身装配过程每一单工位夹具偏差的诊断。 附图说明图l本专利技术系统结构框图。图2本专利技术车身尾灯板装配示例图。具体实施例方式下面结合附图对本专利技术的实施例作详细说明本实施例在以本专利技术技术方案 为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本专利技术的保护 范围不限于下述的实施例。如图1所示，本实施例系统包括以下三个模块装配总成偏差模型模块、装 配偏差数据预处理模块、夹具偏差诊断模块。在确定参与装配零件的各定位夹紧 点位置、焊点位置以及装配总成测点位置基础上，其中所述装配总成偏差模块是建立装配总成偏差与参与装配零件的制造偏差和 夹具偏差之间的线性关系，并把结果发送到装配偏差数据预处理模块和夹具偏差 诊断模块，作为装配偏差数据预处理和夹具偏差诊断的依据。所述装配偏差数据预处理模块是利用装配总成偏差模型中装配总成偏差与 零件制造偏差之间的关系，得到由零件制造偏差引起的装配总成偏差数据，从而 从装配总成偏差检测数据中消除掉，得到主要由夹具偏差引起的装配总成偏差数 据，此结果输入到夹具偏差诊断模块中作为夹具偏差诊断的数据样本。所述夹具偏差诊断模块利用装配总成偏差模型中装配总成偏差与夹具偏差 之间的关系，得到各夹具偏差模式基向量，利用装配偏差数据预处理模块得到的 主要本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于偏差模式的柔性薄板产品夹具偏差诊断系统，其特征在于，包括如下三个模块：装配总成偏差模型模块、装配偏差数据预处理模块、夹具偏差诊断模块，在确定参与装配零件的各定位夹紧点位置、焊点位置以及装配总成测点位置基础上，　所述装配总成偏差模块建立装配总成偏差与参与装配零件的制造偏差和夹具偏差之间的线性关系，并把结果发送到装配偏差数据预处理模块和夹具偏差诊断模块，作为装配偏差数据预处理和夹具偏差诊断的依据；　所述装配偏差数据预处理模块利用装配总成偏差模型中装配总成偏差与零件制造偏差之间的关系，得到由零件制造偏差引起的装配总成偏差数据，从而从装配总成偏差检测数据中消除掉，得到主要由夹具偏差引起的装配总成偏差数据，此结果输入到夹具偏差诊断模块中作为夹具偏差诊断的数据样本；　所述夹具偏差诊断模块利用装配总成偏差模型中装配总成偏差与夹具偏差之间的关系，得到各夹具偏差模式基向量，利用装配偏差数据预处理模块得到的主要由夹具偏差引起的装配偏差数据进行夹具偏差诊断。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：金隼，林忠钦，来新民，于奎刚，刘银华，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]