[發明專利]一種基于遺傳算法的多目標優化選擇裝配方法

在審

• 申請號: 202011614913.4
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112699607A
• 公開（公告）日: 2021-04-23
• 發明（設計）人: 徐志玲;李好;趙有為
• 申請（專利權）人: 中國計量大學
• 主分類號: G06F30/27
• 分類號: G06F30/27;G06F30/10;G06Q10/06;G06F111/06
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本發明公開了一種基于遺傳算法的多目標優化選擇裝配方法，包括以下三個步驟：1、構建裝配尺寸鏈方程計算封閉環的實際尺寸，封閉環中間偏差及封閉環公差；2、以質量損失成本最小為優化目標，將裝配合格率和裝配精度兩項指標作為裝配質量綜合評價，建立零件選配的適應度函數數學模型；3、通過利用遺傳算法求解所述優化數學模型，并獲得批量零件最終裝配方案。本發明基于遺傳算法，解決了在傳統的裝配工作中面臨合格的零件通過偏差傳遞，使封閉環實際尺寸不符合設計精度要求，造成裝配產品不符合質量要求且質量穩定性差等問題。使該批量產品獲得更高裝配精度和裝配成功率，且總體質量損失最小的裝配配對優化，更具有實用價值。

技術領域

本發明主要涉及產品裝配對多種零件的批量選擇裝配領域，尤其涉及復雜產品具有多質量特性要求選擇裝配配對的問題，具體涉及一種基于遺傳算法的多目標優化選擇裝配方法。

背景技術

裝配質量是產品贏得市場的重要方面，復雜的機械產品通常由兩個或多個零部件組成，零部件的質量主要取決于其公差，由于制造過程中出現的隨機變化，零部件的偏差通過尺寸鏈方向上累積，從而出現較低的裝配質量，對于具有研發成本高、機構復雜且具有復雜約束關系特點的機械產品，若僅通過提高制造精度，將會大大增加制造成本。

在傳統的裝配工作中，采用隨機挑選順序裝配法。合格的零件在允許的公差范圍內通過尺寸鏈累積，可能會導致零件的加工制造符合設計要求，封閉環不符合設計精度要求。造成大量返工出現大量假廢品和剩余零件以及質量穩定性差等問題。對于以上問題企業為了提高產品的質量，達到制造精度要求，往往通過提高加工零件的精度，購買高精度的加工設備等，而這樣就會造成成本的急劇上升，這些問題是高質量要求的產品在制造過程中面向質量目標亟待解決的主要問題。因此針對裝配尺寸鏈封閉環精度要求高，利用基于遺傳算法的多目標優化選擇裝配方法，來提升裝配精度同時保證裝配成功率等裝配功能要求并使總體質量損失最小。

發明內容

針對上述技術問題，本發明提供了一種基于遺傳算法的多目標優化選擇裝配方法，使得批量產品總體質量損失最小，并提升產品裝配精度以及產品成功率。

本發明采用如下技術方案實現：

一種基于遺傳算法的多目標優化選擇裝配方法，包括步驟：

S1、通過產品裝配尺寸鏈，構建裝配尺寸鏈方程通過所有增環的實際尺寸之和減去所有減環的實際尺寸之和得到封閉環的實際尺寸，并求得封閉環尺寸、封閉環中間偏差及封閉環公差；

S2、以質量損失成本最小為優化目標，將裝配合格率和裝配精度兩項指標作為裝配質量綜合評價，為保證產品性能的穩定運行，每個零件配合間隙接近其相對應最優間隙的程度采用裝配精度來評估，建立出零件選配的適應度函數數學模型；

S3、通過利用遺傳算法求解所述優化數學模型，最終獲得批量零件最終裝配配對方案；

進一步地，所述步驟S1具體包括：

S11、考慮產品由m種零件、各零件的數量為n個的裝配情況，通過裝配尺寸鏈，可得封閉環的實際尺寸等于所有增環的實際尺寸之和減去所有減環的實際尺寸之和，表示為：

其中，A_0a為封閉環的實際尺寸，A_za為增環的實際尺寸，A_ja為減環的實際尺寸，k為增環環數；

S12、對于封閉環的中間尺寸等于所有增環的中間尺寸之和減去所有減環的中間尺寸之和，表示為：

其中，A_0m為封閉環的中間尺寸，A_sm為增環的中間尺寸，A_jm為減環的中間尺寸；