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机械设计与研究2025年第05期:基于XGBOOST与粒子群算法的机身装配容差优化方法

来源:期刊VIP网 时间:


作者:宋庆明;赵勇;刘禹铭;任宇;胡宸轩;牛一凡;葛恩德;

单位:上海飞机制造有限公司;上海交通大学上海市复杂薄板结构数字化制造重点实验室;

摘要:在目前机械产品的容差优化和分配过程中,通常采用试错法或者工程经验制定零件的容差方案,当装配关系变得复杂时,其与装配现场的适用性不强,并最终导致修配成本增加。鉴于此,以提升装配精度以及效率为目标,提出了一套正向装配偏差传递与逆向容差优化的方法体系。首先,基于装配过程中的关键特征以及装配关系,结合雅可比旋量方法构建装配偏差累计模型,能够预测多装配体的协调误差与装配结果。进一步为提升装配预测效率,高效分析各偏差特征传递规律,采用正交采样方法与梯度提升算法构建偏差预测代理模型,基于沙普利值(SHAP)理论方法分析不同几何特征的贡献程度;最后,结合实际生产过程量化装配与制造成本,以装配精度要求、加工能力约束以及多点连接等为约束条件,并结合罚函数构建成本-偏差函数。以实际飞机壁板装配过程为数值案例进行计算,采用粒子群算法优化各装配特征的容差区间,提高装配精度,降低装配综合成本,形成最优公差分配方案,为飞机零部件自动化装配与制造质量一致性提供指导,有效地保证了产品的装配质量并提升了分析效率。

关键词:装配预测;;偏差传递;;机器学习;;容差优化