微器件产品装配工艺的智能决策

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2025.10.001

摘要/Abstract

摘要：

针对微器件产品装配工艺规划严重依赖人工经验的问题，提出了基于知识驱动的细粒度微器件装配工艺规划方法，研制了融合产品和系统知识的微器件装配工艺决策软件。该规划方法考虑装配系统资源约束，从工序、工步、工艺参数三个维度规划微器件的装配工艺。基于区间型犹豫模糊熵的混合属性匹配权重参数确定方法保证了工艺决策算法的有效性。研制的决策系统实现了微器件产品装配工艺的快速决策。

关键词: 装配工艺规划, 知识驱动, 装配系统, 微器件

Abstract:

To solve the problems that the assembly process planning of micro-device products relies on manual experience heavily， a knowledge-driven fine-grained micro-device assembly process planning method was proposed. And a micro-device assembly process decision software integrating product and system knowledge was developed. This planning method took the resource constraints of the assembly systems into account， and planned the assembly processes of micro-devices from process， steps， and process parameters. Based on interval-type hesitant fuzzy entropy， a mixed attribute matching weight parameter determination method ensured the effectiveness of the process decision algorithm. The developed decision system realized rapid decision-making of the assembly processes of micro-device products.

Key words: assembly process planning, knowledge-driven, assembly system, micro-device

中图分类号:

TH164

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图/表 19

图1 装配工艺的多维描述架构图

Fig.1 Multi-dimensional description architecture diagram of assembly process

图 2 微器件装配系统［18］

Fig.2 Micro-device assembly system［18］

图3 人机交互式的装配序列规划过程

Fig.3 Human-computer interactive assembly sequence planning process

图4 装配层次树遍历规则

Fig.4 Assembly hierarchy tree traversal rules

图5 取件工步参数决策

Fig.5 Parameter decision of the picking step

图6 基于混合属性的夹持器匹配

Fig.6 Gripper matching based on hybrid attributes

图 7 检测工步参数决策

Fig.7 Decision making on inspection step parameters

图8 调整、装配工步参数决策

Fig.8 Adjustment and assembly step parameter decision

图9 装配位姿、调整目标位姿、检测位置关系

Fig.9 Assembly posture， adjustment of target posture， and detection of position relationship

图10 各工步位置变量变化范围

Fig.10 The range of position variables of each process step

表1 问卷原始数据示例

Tab.1 Sample questionnaire raw data

零件属性与夹持特性的相关性
夹持工艺特性		零件属性
		形状特征P₁			表面粗糙度P₂			夹持力学特征P₃
		片状	不规则三维实体	规则三维实体	光滑	普通	粗糙	易变形	易碎	普通
夹持方式C₁	刚性夹持	非常小	非常小	一般	一般	一般	大	非常小	非常小	一般
	柔性夹持	小	大	小	一般	小	小	一般	一般	一般
	吸附	大	非常小	小	非常小	小	小	一般	一般	非常小
夹爪表面刚度特性C₂	柔性表面	一般	非常小	非常小	一般	小	非常小	大	大	非常小
	刚柔性表面	一般	一般	一般	一般	一般	一般	小	一般	一般
	刚性表面	小	一般	一般	非常小	一般	一般	非常小	非常小	大

表2 各属性加权得分计算结果

Tab.2 Weighted scores of each attribute

夹持工艺特性		零件特性
		形状特征P₁			表面粗糙度P₂			夹持力学特征P₃
		片状	不规则三维实体	规则三维实体	光滑	普通	粗糙	易变形	易碎	普通
夹持方式C₁	刚性夹持	0.0575	0.0270	0.0512	0.0259	0.0155	0.0589	0.0398	0.0420	0.0134
	柔性夹持	0.1052	0.0467	0.0396	0.0343	0.0153	0.0531	0.1064	0.1793	0.0109
	吸附	0.1707	0.0314	0.0390	0.0403	0.0144	0.0322	0.1194	0.1670	0.0114

图11 装配工艺辅助决策流程

Fig.11 Assembly process decision-making process

图12 MAPIDS工序编辑

Fig.12 MAPIDS process editing

图13 MAPIDS工步编辑

Fig.13 MAPIDS step editing

图14 夹持器匹配

Fig.14 Gripper matching

图15 MAPIDS取零件子工步决策

Fig.15 MAPIDS part picking sub-step decision

图16 分体DW靶装配任务总工序

Fig.16 Overall process of split DW target assembly task

图17 分体DW靶单零件工序文件示例

Fig.17 A single part process file for a split DW target

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