[發明專利]一種支持大數互換裝配的槍械裝配精度控制方法及系統

在審

• 申請號: 202211510384.2
• 申請日: 2022-11-29
• 公開（公告）號: CN115758617A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 方峻;阮保君
• 申請（專利權）人: 南京理工大學
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/20;G06F119/18
• 代理公司: 南京理工大學專利中心 32203
• 代理人: 汪清

1.一種支持大數互換裝配的槍械裝配精度控制方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1、在裝配模型中定義幾何要素的位置點和坐標系原點，采用n元正態分布來表示各組成環的端點所對應的幾何要素的位置坐標；

步驟2、通過理論置信區域的累加和分解推導出目標尺寸公差的計算公式；

步驟3、假設各組成環尺寸的分布為正態分布，采用優化設計方法得到每個組成環的尺寸公差，優化變量為組成環尺寸的標準差，優化目標為各置信區域的面積或體積最大，約束條件為組成環和封閉環尺寸的變化范圍及公差要求；

步驟4：計算目標幾何要素位置坐標的理論置信區域和封閉環的尺寸公差；

步驟5、由抽樣零件實際尺寸計算加工工藝能力指數和合格率；如果零件實際尺寸的合格率或其工藝能力指數不符合要求，則停止生產并調整不合格零件的加工；如果符合要求，則進行下一步；

步驟6：由抽樣零件的實際尺寸計算目標幾何要素位置坐標的實際置信區域，根據抽樣零件的實際尺寸，采用多元正態分布的累加方法計算目標幾何要素位置坐標的實際置信區域；

步驟7：通過理論置信區域和實際置信區域的比較來預測和監控裝配精度的合格率是否滿足要求；

判斷目標幾何要素位置坐標點a_n的實際置信區域是否位于理論置信區域的范圍內，如果超出了理論置信區域的范圍，則計算實際置信區域在目標方向或位置上的誤差變動范圍，通過實際置信區域與裝配精度的公差設計要求進行比較，根據比較結果預測和監控裝配精度的合格率是否滿足要求，并給出相應的調整建議。

2.根據權利要求1所述的支持大數互換裝配的槍械裝配精度控制方法，其特征在于，步驟1具體包括以下步驟：

步驟1.1建立二維或三維尺寸鏈圖，包括封閉環和組成環；

步驟1.2在零部件的裝配模型中確定目標幾何要素和坐標系的坐標原點；封閉環的一個端點所對應的幾何要素為目標幾何要素；坐標原點從封閉環的另一個端點所對應的幾何要素中選取；

步驟1.3設每個零件的尺寸數值都可以表示為一個服從正態分布的隨機數，設零件上的任一幾何要素的位置都可以用n維坐標系中的坐標來表示，從坐標原點開始，采用n元正態分布來表示各組成環的端點所對應的幾何要素的位置坐標。

3.根據權利要求1所述的支持大數互換裝配的槍械裝配精度控制方法，其特征在于，步驟2具體包括以下步驟：

步驟2.1采用多元正態分布的累加方法來獲得目標幾何要素相對于原點的位置坐標的多元正態分布；

步驟2.2根據目標尺寸公差設計要求，把表示目標幾何要素位置坐標點a_n的多元正態分布的置信區域分解為某一方向或位置上的最大誤差變動范圍；

a_n點的置信水平為1-α的置信區域用下式來計算：

其中T表示轉置，為自由度為n、顯著性水平為α的卡方分布χ²，P表示a_n點落在此置信區域的概率為1-α；C為總體協方差矩陣，表示以o為原點、a_n為終點的向量，對于二維或三維坐標問題；μ為多元正態分布的均值矢量；

目標尺寸公差的計算公式即為a_n點在某一方向或位置上的最大誤差變動范圍的計算公式，當a_n點的誤差變動范圍的方向已知時，a_n點在該方向或該方向的某一位置上的誤差變動范圍通過計算a_n點的多元正態分布的條件概率分布來獲得，當a_n點的誤差變動范圍的方向不確定時，a_n點在該方向或該方向的某一位置上的誤差變動范圍采用a_n點的置信區域的最小外接矩形或長方體的邊長來獲得。