Combining Taguchi Method, Principal Component Analysis and Fuzzy Logic to the Tolerance Design of a Dual-purpose Six-bar Mechanism

A hybrid approach of combining Taguchi method, principal component analysis and fuzzy logic for the tolerance design of a dual-purpose six-bar mechanism is proposed. The approach is to firstly use the Taguchi orthogonal array to carry out experiments for calculating the S/N ratios of the positional errors to the angular error of the dual-purpose six-bar mechanism. The principal component analysis is then applied to determine the principal components of the S/N ratios, which are transformed via fuzzy logic reasoning into a multiple performance index (MPI) for further analysis of the effect of each control factors on the quality of the mechanism. Through the analysis of response table and diagram, key dimensional tolerances can be classified, which allows the decision of either to tighten the key tolerances to improve mechanism quality or to relax the tolerance of non-key dimensions to reduce manufacturing costs to be made. COMBINAISON DE LA MÉTHODE TAGUCHI, ANALYSE DU COMPOSANT PRINCIPAL ET LOGIQUE FLOUE, POUR LE DESIGN TOLÉRANT D’UN MÉCANISME À SIX BARRES À DOUBLE FONCTION RÉSUMÉ Une approche hybride combinant la méthode Taguchi, analyse du composant principal et logique floue, pour le design tolérant d’un mécanisme à six barres à double fonction, est proposée. L’approche consiste à utiliser premièrement la table orthogonale de Taguchi pour mener des expériences de calcul de ratio S/N des erreurs de position à l’erreur angulaire du mécanisme à six barres à double fonction. L’analyse du composant principal est alors appliquée pour déterminer les composants principaux des ratios, lesquels sont transformés via le raisonnement de la logique floue en un indice de performance multiple pour une analyse plus complète des effets de chaque facteur de contrôle sur la qualité de mécanisme. Par l’analyse de la table de réponse et du diagramme, les tolérances dimensionnelles clés peuvent être classifiées. Ceci permet de décider soit du resserrement des tolérances clés pour améliorer la qualité ou de détendre la tolérance dimensionnelle non-clés pour réduire les coûts de fabrication. Transactions of the Canadian Society for Mechanical Engineering, Vol. 34, No. 2, 2010 277