合模机构移模行程的Taguchi稳健设计#吴磊，徐银，赵翼翔**（广东工业大学机电工程学院广东省计算机集成制造重点实验室，广州510006）510152025303540摘要：为保证某企业注塑机合模机构的使用性能的稳健性，提出一种将Taguchi稳健设计理论和虚拟样机技术相结合的稳健设计求解方式。首先介绍了Taguchi三次设计方法的原理和步骤；然后应用ADAMS建立该合模机构的参数化模型；最后在参数化模型基础上通过参数设计、容差设计先后得到了最佳参数组合和噪声因素下的最佳组合。优化结果表明，该方法提高了合模过程中的开合模位置的重复精度。关键词：稳健设计；合模机构；田口法；容差设计中图分类号：TH123；TH320.5TaguchiRobustDesignoftheStrokingofaClampingMechanismWuLei,XuYin,ZhaoYixiang(FacultyofElectro-MechanicalEngineering,GuangdongUniversityofTechnology,GuangZhou510006)Abstract:Aimingatensuringtherobustnessoftheperformanceontheclampingmechanismofaninjectionmoldingmachine,asolvingmethodcombinationTaguchirobust-designtheorywithvirtual-prototypingtechnologywasproposed.Firstly,theprinciplesandstepsofTaguchithree-stagedesignweredescribedindetail;Secondly,ADAMSwasappliedtobuildaparametricmodeloftheclampingunits.Finally,basedontheparametricmodel,parameterdesign,andtolerancedesignweredevelopedtoobtainthebestparametriccombinationandthebestcombinationofnoisefactorsrespectively.Theoptimalresultsshowedthattherepeatabilityoftheclampingprocessofthemoldonopeningandclosingpositionwasimprovedthroughthemethod.Keywords:TaguchiMethod;ClampingMechanism;RobustDesign;ToleranceDesign0引言Taguchi稳健设计，又称三次设计或基于损失模型的稳健设计，最初由日本学者G.Taguchi博士于20世纪70年代末所创立的以正交试验设计为基础的一种提高与改进产品质量的设计方法，也被称为三次设计，其包括系统设计、参数设计和容差设计[1,2]。Taguchi法的理念是通过优化设计参数实现一个稳健的工程设计，当参数发生变化时，设计结果对此变化不敏感[3]。一般来说，Taguchi稳健设计包括参数设计和容差设计两个方面的内容，其中参数设计是其中最重要的一个子问题。正交试验设计和信噪比是Taguchi稳健设计的两个基本工具。正交试验设计是用正交表通过对试验因子水平的安排和试验以确定参数值的最佳组合。采用正交实验设计，可以大大降低开发一种新产品或技术的时间和成本，从而提高产品在开放市场上的竞争力[3]。信噪比是将损失模型转化为信噪比指标并作为衡量产品的特性值。在稳健设计中，Taguchi对产品质量提出了一个新概念：质量就是产品上市后给予社会的损失[4]。产品销售给用户后由于质量特性偏离目标值所造成的损失可用质量损失函数来度量，常用的质量特性的损失函数有以下三种：望目特性的质量损失函数、望小特性的质量基金项目：高等学校博士学科点专项科研基金（20114420110001）；广东省战略性新兴产业专项资金LED产业项目(2011A081301001)；广东省企业科技特派员工作站建设项目（2011B090600007）作者简介：吴磊，（1978-），男，讲师，主要研究方向:机械电子工程。通信联系人：赵翼翔，(1975-)，男，教授，主要研究方向:机械电子工程。zhaoyx@gdut.edu.cn-1-K1⎢∑y−y⎦−10lg⎢∑(y−y)⎦K1⎢⎤∑i1yi2⎥⎦∑i1yi2⎥⎦−10lg⎢⎣N1⎤∑y⎡11⎤∑i1y2⎥−10lg⎢损失函数和望大特性的质量损失函数，它们的公式见表1。表1平均质量损失函数及信噪比公式45Tab.1QualitylossfunctionandSingal-noiseratioequation质量特性类型平均损失损失函数法信噪比望目特性⎡1⎣NNi1i02⎤⎥⎡1⎣NNi1i02⎤⎥望小特性望大特性⎡1⎣N⎡1K1⎢NN2⎥i1i⎦⎡1N⎤⎣NN⎣Ni⎦稳健设计的本意就是在外部和内部的干扰下系统能够保证平稳且较满意的输出性能。具体应用到注塑机合模机构中稳定性设计中可以这么理解：合模机构的零部件在制造出来后就和设计值之间存在制造公差和装配误差，使用期间由...