A New Selective Assembly Model for Achieving Specified Tolerance in High Precision Assemblies

Kannan, Sreeram; Pandian, Guna

doi:10.1007/s12541-019-00287-7

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“…Der Fokus liegt dabei u. a. auf der optimalen Einstellung der Fertigungsprozesse, um möglichst gut zueinanderpassende Bauteile A und B herzustellen [14, 18, 19], sowie der optimalen Einteilung gefertigter Bauteile A und B in Klassen, um möglichst effizient passende Paare zu finden [20, 21]. Darüber hinaus wurden in der Literatur bereits die Paarung mehrerer Bauteile bei einem linearen Zusammenhang [22, 23] sowie vereinzelt auch die Paarung mehrerer Bauteile bei einem nichtlinearen Zusammenhang [24, 25] betrachtet. Bei ersteren Arbeiten werden die Bauteile linear montiert und es ergibt sich die Gesamtabweichung als Summe der Einzelabweichungen, d. h., die Reihenfolge ist nicht relevant.…”

Section: Stand Der Forschungunclassified

Geometrische Bewertung und Optimierung der Modulanordnung in Tragwerken – Ein Beitrag zur adaptiven Fertigung im Bauwesen

et al. 2021

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Die adaptive Fertigung von Fertigbetonbauteilen für modulare Tragwerke birgt das Potenzial, Ausschuss und Nacharbeit zu reduzieren. Bei diesem Ansatz wird der Fertigungsprozess auf Basis der Geometrien bereits gefertigter Module iterativ angepasst, sodass sich Maßabweichungen im Gesamttragwerk bestmöglich kompensieren. Im vorliegenden Aufsatz wird untersucht, wie eine solche Kompensation durch gezielte Anordnung der Module in modularen Tragwerken erfolgen kann. Hierzu wird zunächst ein Maß entwickelt, um modulare Tragwerke unter Berücksichtigung der Kompensation von Maßabweichungen geometrisch zu bewerten. Anschließend wird darauf aufbauend ein Optimierungsmodell vorgestellt, mit dem eine optimale Anordnung von Modulen mit gegebenen Maßabweichungen berechnet werden kann. Hiermit werden optimale Lösungen für ausgewählte Fälle betrachtet, um hieraus einen allgemeingültigen Zusammenhang zwischen den Geometrien der einzelnen Bauteile und der geometrischen Bewertung des resultierenden Tragwerks herzustellen. Diese Erkenntnisse dienen als Grundlage für eine adaptive Fertigung.

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Section: Stand Der Forschungunclassified

Geometrische Bewertung und Optimierung der Modulanordnung in Tragwerken – Ein Beitrag zur adaptiven Fertigung im Bauwesen

et al. 2021

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“…Liu et al [8] proposed a method that used a fireworks algorithm to optimize assembly precision and the number of surplus parts in multi-matching selective assembly under a non-normal dimensional distribution of parts. Kannan and Pandian [9,10] proposed a selective assembly model that used a genetic algorithm to minimize surplus parts within a strict assembly tolerance.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Density-Based Prioritization Algorithm for Minimizing Surplus Parts in Selective Assembly

Shin

Jin

2023

Applied Sciences

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Selective assembly is a manufacturing method that matches and assembles pairs of parts in a manner that offsets the machining errors of these parts. In the production of products requiring high precision and efficient mass production, flow production and search-based selective assembly must be combined for market competitiveness; however, this method increases computational costs and generates many surplus parts. Therefore, research should aim to minimize surplus parts in search-based selective assembly at a low computational cost to suit flow production systems. In this paper, we propose the density-based prioritization (DBP) algorithm, which minimizes surplus parts in the search-based selective assembly of flow production systems. In addition, a method of varying the assembly tolerance is developed and incorporated into DBP to increase its process capability. The proposed algorithm requires an assembly facility to prepare parts with as many different sizes as possible. This paper confirms that DBP reduces computational costs and surplus parts while enhancing process capability.

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“…Furthermore, the clearance specification of the assembly depends on the effects of the accumulation of deviations. If it is less than the accumulation of the part tolerances, the part tolerances have to be reduced [1]. Definitely, the lower tolerances will increase the cost of the manufacturing process.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Precision Assembly Simulation of Skin Model Shapes Accounting for Contact Deformation and Geometric Deviations for Statistical Tolerance Analysis Method

Xiong

2021

Int. J. Precis. Eng. Manuf.

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Tolerance analysis methods, which are important to achieve a balance between manufacturing costs and functional requirements, have been studied and improved over the last 30 years. This paper proposes a new method to improve the precision of assembly simulation for statistical assembly simulation; by investigating the effect of the geometric deviations and mechanical behaviors of assembly contact on the stack-up assembly deviation by combining the recent theories on the tolerance analysis of rigid bodies and local contact deformation. To improve the precision of the tolerance analysis, real parts with form defects were simulated with the help of non-nominal skin model shapes. The SMSs were first considered to be rigid, and a quadratic optimization-based method for the rigid body displacement was used to calculate the initial contact points of all the SMSs. Next, contact deformation, following Hertzian contact theory, occurred at the initial contact points, which changed the relative positions of the SMSs in the subsequent interactions. The iteration process was convergent, and the final simulation for tolerance analysis could be generated after several iterations. Case studies demonstrated the practicality of the proposed method. Their actual assembly deviations were simulated by combining the effects of geometric deviations and local surface deformations. Since the proposed tolerance analysis framework based on statistical assembly simulation, it is expected to control the functional requirements of mechanical assemblies with much rough tolerance design and help optimize the tolerance in the future.

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A New Selective Assembly Model for Achieving Specified Tolerance in High Precision Assemblies

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Geometrische Bewertung und Optimierung der Modulanordnung in Tragwerken – Ein Beitrag zur adaptiven Fertigung im Bauwesen

Geometrische Bewertung und Optimierung der Modulanordnung in Tragwerken – Ein Beitrag zur adaptiven Fertigung im Bauwesen

Density-Based Prioritization Algorithm for Minimizing Surplus Parts in Selective Assembly

Precision Assembly Simulation of Skin Model Shapes Accounting for Contact Deformation and Geometric Deviations for Statistical Tolerance Analysis Method

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