[發明專利]零件配合性能優化方法及系統

有效

• 申請號: 201810093396.7
• 申請日: 2018-01-31
• 公開（公告）號: CN108491952B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 樓佩煌;錢曉明;馬群
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: G06Q10/04
• 分類號: G06Q10/04;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 江蘇圣典律師事務所 32237
• 代理人: 賀翔;徐曉鷺

本發明公開了一種零件配合性能優化方法及系統，包括檢測系統測試、尺寸信息標記、零件分類存放、分組裝配等步驟；需要的設備包括測量單元、零件標記單元、尺寸信息處理單元、掃描分類單元、裝配單元。測量得到零件的尺寸信息，將尺寸信息標記在零件上、尺寸信息處理單元將測量單元測得的一個批次的零件信息進行處理，將零件分成幾組、掃描分類單元通過掃描零件上的標記，判斷出零件所處的組數，然后通過分類機構將零件進行分類、裝配單元將對應組的零件進行裝配。本發明的創新點是在隨機配合合格的前提下，通過本方法提高批量性零件配合性能的穩定性，是提高產品批量性性能的一種新方法。

技術領域

本發明涉及一種批量性零件性能穩定的選配優化方法，特別是一種用于工業自動化裝配系統中的零件配合性能優化方法。

背景技術

常用配合方法有完全互換法、不完全互換法、分組裝配法、修配法、調整法。完全互換法適用于自動裝配流水線，只需要較少的人工操作，但是對于較精密的裝配要求，零件的加工精度要求也很高。不完全互換法可以降低加工精度，由于零件尺寸符合正態分布，因此同時取到公差帶兩端的情況比較少，大部分是分布在公差帶中間，此時配合關系較好。當加工工藝較差，不能達到互換法的要求的時候，可以采用分組裝配法。分組裝配法可以放大零件的尺寸公差，再將加工好的零件分成幾組，按照對應的組進行裝配，對應組之間滿足完全互換要求。這種方法需要對加工的零件進行檢測，這種方法也逐漸適用于自動化生產。修配法需要去除某一零件預留的部分材料，使整體配合達到一定的要求。調整法是通過調整裝配體中的某一個零件的尺寸或者位置，從而達到一定的裝配精度。修配法和調整法都需要較多的人工參與，比較不適應自動化以及零件的互換性。

在工業自動化裝配中，對于大批量零件，由于人工的限制，往往是采用完全互換法進行裝配的。一批合格的零件，雖然配合尺寸在要求的公差范圍內，然而由于零件尺寸在公差范圍內波動，這就造成了一批零件在性能上會有一定的不均等性。本專利公開的這種裝配方法，在精益求精的思想指導下，在可在合格裝配的前提下，使批量性零件配合性能更穩定。本發明相對于現有技術的有益效果在于：(1)由于將零件分為幾個小組，小組之間進行配合，因此同一批次的不同零件配合性能將更加趨于一致，從而產品的工作性能，壽命等參數能夠趨于一致。(2)對零件分組增加了斷層的處理方式，可以應對復雜情況下，零件尺寸分布不是按照正態分布規律。從而，這種分組裝配方式更加可靠，裝配精度更加高。(3)考慮到車間實際工作情況，零件分組數適中，不會給車間造成很大的工作壓力，同時也能保證生產效率。(4)尺寸信息在零件上有記錄，因此能夠實現追溯管理，對產品后續維修、保養、更換零件都會有很大的便利。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供一種新的零件裝配方法，以使批量性配合間隙穩定趨于一個穩定狀態，使零件配合后使用壽命和工況大致穩定，不會有高有低，使批量性配合產品性能穩定。

在裝配車間的生產中，每天的裝配任務都是一個固定值，因此，對應零件的數量就是和裝配任務相關的。車間需要從倉庫調取相應數量的零件來進行裝配任務。因此裝配環節與生產環節是脫節的，這時就需要一個自動化系統來對零件進行檢測與調控。

第一個步驟是檢測零件。首先，檢測系統分別對相互配合的零件進行檢測，判斷尺寸是否位于公差范圍內，如果不在公差范圍內，則將此零件進行報廢處理，并申請新的零件進行補充，以保證零件數量滿足當日的裝配需求。若零件尺寸位于公差范圍內，則對合格零件的精度信息進行記錄，并進行下一步操作。

第二個步驟是將測得的尺寸信息錄入數據庫，并通過條碼或者二維碼將尺寸信息標記在零件上，將零件入庫備用，同時統計當前入庫備用的總合格零件數量N。

第三步驟是對零件信息進行處理和分組。本系統所需的檢測系統所需的精度必須比公差高一個數量級，從而保證分組時具有足夠的精度。分組時，首先對數據庫中的零件精度信息進行分析，計算實際公差帶T，然后對實際公差帶平均分n組，每組記為T(i)，i＝1,2,…,n；任意小組T(i)的公差帶大小為ΔT，統計每個公差帶小組內對應零件數量N(i)。