[发明专利]基于偏差模式的柔性薄板产品夹具偏差诊断系统

说明书

技术领域

本发明涉及到的是一种汽车工程技术领域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。

背景技术

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，然后进行焊接装配。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CN1655082A提出了一种基于核主元分析的非线性故障诊断的方法。该发明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。

发明内容

本发明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。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括如下三个模块：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{U_p}＝{U₀}+[S]{V}，其中{U₀}为装配总成测点对应零件上测点的初始制造偏差，[S]为装配总成偏差对零件焊点偏差的敏感度矩阵，{V}为零件焊点偏差；