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随着汽车制造业对自动化生产线需求增加,人们对保障生产线大规模流水生产加工零件尺寸的一致性关注度越来越高。由于成本、节拍等原因,生产线零件加工尺寸检测更多采用的是机外检测,数控机床和检测仪器分离,没有对零件加工尺寸进行闭环管控,这往往造成零件尺寸超差既成事实。因此,如何利用对零件加工尺寸变化趋势的预测,通过生产线数控机床与检测设备的互联互通和协同控制,实现生产线加工零件尺寸的在线闭环控制,保障零件加工尺寸的质量问题也随之被提出,本文结合国家科技重大专项项目“面向汽车关键零部件加工的自动化生产线控制系统及工业机器人示范应用”,围绕上述问题进行了系统深入的研究。本文提出了面向汽车轮毂法兰盘零件加工生产线的尺寸偏差控制模型,通过对机外检测仪连续检测数据的监测和预测,并实时反馈给数控机床的控制系统,通过零件尺寸的变化趋势给出数控机床加工零件时需要调整的尺寸补偿值,使加工零件尺寸偏差始终在公差带之内波动,实现了生产线零件加工尺寸的在线监控和闭环控制。本文在以下方面开展了研究工作:(1)以汽车轮毂法兰盘零件生产线为应用对象,介绍了生产线的组成、制造流程和加工零件尺寸检测和采集的方法,该生产线机床数控系统的开放性和机外检测仪的自动检测为加工零件尺寸的在线控制提供了基础和保障。(2)针对汽车轮毂法兰盘零件加工尺寸的特点,采用基于时间序列的指数平滑法、ARIMA和人工神经网络中的BP神经网络三种尺寸偏差预测算法对零件加工尺寸进行了建模,并对生产线加工零件的8类尺寸数据进行了仿真实验,通过对比各类数据各预测算法下的均方根误差(RMSE)和期望值绝对误差(EVAD),对各类数据与预测算法进行了匹配。(3)以修调数控系统刀具补偿值作为零件加工尺寸控制的工具和手段,研究了按照期望法和加权系数法确定刀具补偿评估方法,每类数据评估方法的具体确定根据对比仿真实验下公差带中心线均方根误差(SRMSE)和期望值(E)参数值决定。针对同一零件的不同尺寸刀具补偿,提出了组合刀具补偿值的零件加工尺寸控制方法。(4)基于零件加工尺寸偏差控制模型、刀具补偿评估方法开发了尺寸偏差控制软件,该软件对每类的每20个数据进行一次刀具补偿值修正,基于华中8型数控系统和在线检测仪实现了补偿数据的实时通信和调整。(5)在汽车轮毂法兰盘零件生产线的实际加工中开展了验证和测试,通过对比分析刀具补偿前的20组数据和刀具补偿后的80组数据的变化趋势,发现尺寸偏差数据均被控制在公差带范围内,而且靠近公差带中心线附近,对数据波动的容忍度较高,达到了预期效果。最终得出结论,尺寸偏差控制模型实现了对生产线加工零件尺寸的在线监控和修正,有效地保障了产线零件加工的质量,提高了生产线零件加工效率。