基于粒子群算法的裝配公差組合優化*

秦 楨，唐秋華，魏國前，孫 偉

(武漢科技大學a.冶金裝備及其控制教育部重點實驗室；b.機械傳動與制造工程湖北省重點實驗室，武漢 430081)

0 引言

在裝配時裝配體末端的功能要求，須由各個裝配特征參數聯合保證[1]。各參數的組合形式不同，最終裝配體性能差異可能會很大。對于精度要求較高的機構，在設計初期亟需對裝配特征參數進行優化，通過合理的公差分配，既降低產品制造成本，又保證裝配體的精度。

針對裝配公差設計，王輝等[2]構建了雅克比旋量模型，進行了基于公差原則的裝配公差統計分析，考慮了不同公差原則下裝配體末端公差的范圍；PENG等[3]基于雅可比旋量模型，提出以統計學原理來解決機械裝配體的三維公差重新設計的新方法。高瑞等[4]在滿足整體裝配質量的前提下，利用中間計算法優化零件尺寸公差，從而提高了零件合格率。趙帥帥等[5]構建了成本公差函數，提出了基于群智能算法的中間軸公差優化設計方法。周釗等[6]提出了一種基于布谷鳥算法的多目標公差設計方法。

上述三維公差分析方法，大多基于蒙特卡洛仿真，對某種裝配特征參數進行公差分析，而對多種裝配特征參數組合優化的考慮較少；其次，他們只獲得裝配誤差的概率分布曲線，未計算公差上下區間的最大邊界值，導致優化計算時工作量較大，計算結果的魯棒性較差。為此，提出一種雅克比矩陣旋量最值模型，以此獲得裝配體末端的公差最大分布區間；……