基于RFFS映射模型的组合夹具构形设计

从夹具功能的分层表达策略入手,建立了夹具需求-功能-特征-结构(Requirement-Function-Feature-Structure,RFFS)映射模型,并建立了工件装夹的面域网络模型,同时研究了组合夹具构形设计中的重要资源夹具元件库和夹具元件装配关系库的构建.     

多色集合理论在夹具方案设计中的应用

为了快速响应夹具设计的功能要求,实现夹具方案设计的智能化选择,以夹具构成要素和配合特征位置为研究对象,提出了基于多色集合理论和多色图模型的夹具设计方法,利用元素、统一颜色以及功能体等概念模拟夹具结构元素和功能部件,以此来建立用户需求与夹具结构要素之间的映射关系。同时,利用多色集合理论元素与统一颜色、功能体之间的关系建立相应的围道布尔矩阵,通过搜索获得夹具设计方案集合。最后,用实例验证了此方法的简便有效和正确性。     

基于FFCS的汽车焊装夹具快速重构系统设计

针对汽车车身焊装夹具开发时可大量借鉴以往夹具结构方案的特点,在分析现有设计方法不足的基础上,开发了基于功能-特征-约束-结构(FFCS)映射关系的汽车焊装夹具快速重构系统。构建了汽车焊装夹具重构系统的体系结构,建立了汽车焊装夹具的功能-结构层次模型;构建了以设计资源库、装配关系库及重构算法库等为主体的焊装夹具工程数据库,并建立了以表格参数关联驱动的夹具零件族。给出了汽车车身焊装夹具快速重构的FFCS映射模型,阐述了汽车焊装夹具快速重构系统的工作流程。以某车型左前门外板总成组焊夹具为例,验证了该系统的有效性。     

基于本体和知识组件的夹具结构智能设计

为提高夹具设计过程中的设计知识重用率和设计效率,提出一种基于本体和知识组件的夹具结构智能设计方法。该方法通过构建夹具元件、工件以及夹具设计实例的本体模型,实现了对夹具设计知识的表示。通过引入知识组件技术并建立本体间的语义映射关系,构建针对夹具选择、尺寸驱动和建模装配的三种知识组件及知识处理框架,形成夹具结构智能设计模式,完成了对夹具结构设计知识的组织、推送和嵌入。结合基于规则和实例的推理方法,实现了对夹具的智能选择,通过开发相应的夹具结构设计系统,实现了基于本体参数化属性的夹具尺寸自驱动和基于本体装配特征的夹具元件快速组装。以某飞机零件为例,对所提方法的可行性和有效性进行了验证。     

支持并行工程的夹具TOP—DOWN设计系统

给出了一个支持并行工程的计算机辅助夹具自顶向下设计系统,该系统具有支持夹具概念设计和详细设计的能力。首先,给出了设计系统在并行工程环境下的运行模式,在该模式下系统分为支撑库、推理、模型演化和信息接口四部分。然后,用面向对象的方法来表达夹具装配模型,使其具有从抽象到具体的演化能力。最后,给出了功能－特征－结构的三层结构二级映射的推理方法,使自顶向下设计中功能到结构的推理更加简单、有效,同时给出了对参数化结构模型和详细模型进行修改的过程与方法,并给出了一个Pro/E下开发的设计实例。     

公理化设计功能--结构映射方法研究

公理化设计为产品的功能-结构映射提供了一种框架,引导设计人员从功能域到结构域的映射。本文提出了一种从功能域到结构域具体的实现方法,通过建立映射模型,用最优化方法求解模型。同时,该方法还将公理化设计和参数化设计进行了集成。     

生物激励的知识建模与创新类推方法

生物激励设计作为最具活力的设计创新方法之一,是工程领域创新设计解方案产生的重要途径。针对生物激励设计中缺乏系统的跨领域实例获取和类推方法以支持将生物领域实例映射到工程领域激励创新解方案生成的问题,提出了规范化的生物领域功能-行为-结构(Fbio-Bbio-Sbio)知识元模型和基于知识元模型的解/问题驱动的转换-聚类检索-关联映射-设计综合(Transformation-clustering-mapping-synthesis,TCMS)创新类推过程模型。在解/问题驱动类推过程中,首先根据公理化设计的原则构建类推实例的非耦合知识元模型,完成设计需求/实例到功能模型的转换,然后根据生物功能与依存环境密切相关的特点,进行基于环境特征的聚类检索,以知识元模型功能基为桥梁建立生物与工程领域知识元间映射关系,最后通过对功能分解路径的回溯实现对工程领域知识元模型的设计综合,该类推模型的可能性和有效性在视觉假体装置的设计中得到了验证。     

基于功能-行为-结构的产品概念模块设计研究

为更好地实现产品的模块化设计，在基于功能-行为-结构的产品概念设计过程中引入模块划分技术，提出了一种基于功能-行为-结构的产品概念模块设计方法和过程模型；分析了根据产品的总体技术目标特征，进行产品功能、行为、概念结构求解与功能分解的迭代过程的产品概念设计分解方法。为描述概念产品，将黑箱法和IDEF0功能描述方法相结合，建立了产品功能-概念结构模型。在此基础上，建立了产品概念要素（功能、行为、概念结构、接口）的相关关系分析方法，进而采用模糊聚类算法进行产品概念要素聚合，以实现产品概念模块的划分。该方法应用于堆垛机货叉机构的概念设计过程，实现了货叉机构的概念模块的设计。     

基于FBS的注塑模抽芯机构概念设计方法研究

针对注塑模抽芯机构设计的特点与要求，应用基于功能一行为一结构的概念设计方法，通过分析注塑模机构概念设计的一般过程，建立了基于FBS的注塑模抽芯机构分层映射模型和求解模型，实现了抽芯机构概念设计的智能化。     

多域特征映射应用研究:设计域到有限元分析域特征映射

分析了从零件设计域到有限元分析域特征映射的功能需求,讨论了几何模型理想化的理论方法,并给出了不同应用领域对产品信息需求的多域特征映射模型。用一个实例验证了从零件设计域到有限元分析域的特征映射过程。     

基于KBE的组合机床夹具快速设计系统的研究与开发

为提高组合机床夹具的设计质量和效率,将KBE技术应用到组合机床夹具的设计流程中。在对组合机床夹具的结构特点和功能进行分析的基础上,提出了基于KBE的组合机床夹具快速设计系统的设计方案。利用NX/Open二次开发技术以及基于VS.NET集成开发环境开发出了组合机床夹具的快速设计系统原型,该系统通过开放的形式支持设计人员修改设计方案,实现设计人员与计算机之间的交互式协同设计。最后以柴油机缸体加工用夹具为例,验证了基于KBE的组合机床夹具快速设计系统的能够有效地重用设计知识,保证了夹具产品设计质量,提高了夹具产品设计的效率。     

生长型产品族设计平台

分析了面向大批量定制要求和开展产品族设计的研究现状,提出了用生长型设计自动化技术开展产品族设计研究,以解决产品族设计中共性与个性之间、模块化与创新之间的矛盾,从而提高定制的灵活性。介绍了生长型产品族设计平台及其主要功能:需求分解与可操作标准化、按需创成结构、标准化广义定位模式运用、现有零件资源匹配等。通过设计过程实例说明了生长型产品族设计平台的应用潜力。     

基于功能实例推理的敏捷夹具设计

为提高夹具设计的敏捷性,提出了一种基于夹具功能分解的实例推理方法。该方法根据元件的不同功能和装配特征,建立了一种基于层次的敏捷夹具设计模型。采用基于实例推理方法,通过对产品信息的相似性计算,获取有相似产品信息的夹具实例,再通过几何冲突裁决法和功能冲突裁决法来解决相似实例与实际要求之间的冲突,最后修改夹具实例以满足设计要求。以轴类工件为研究对象进行了应用验证,显示该设计方法可以使敏捷夹具很容易修改,实现重用。     

基于Web的分布式夹具方案设计方法

针对专用夹具的方案设计,提出了基于Web的分布式设计方法,采用基于Web的三层网络体系结构,使用特征方法描述零件装夹信息,利用动态网页ASP技术开发基于Web的应用程序,论述了零件定位特征确定的算法,夹紧特征和夹具元件的选择原则,该方法可以实现多专家分布进行夹具方案设计,以提高夹具设计的质量和效率。     

基于功能组件的夹具设计建模研究

在分析一些夹具设计系统的基础上，定义了面向夹具设计的功能组件，指出夹具是由一组与目标对象－工序件关联的功能组件所组成，功能组件中的核心元件是与外界联系的桥梁；分析了夹具组件变异的触发条件，论述了组件规则与事件推理之间的关系，形成了基于组件的Top-down的夹具设计模式。     

Automatic design of machining fixtures: Conceptual design

Fixtures are used in many manufacturing operations. Owing to the great variety of parts and manufacturing operations, parts may have different sets of fixturing requirements and call for different design strategies. Although there are numerous possibilities for fixture designs, a few basic configurations are clearly identifiable. Based on the belief that it would be more promising to develop one design strategy for each type of fixture than to attempt to develop a general strategy for all types of fixtures, a three-stage design process has been proposed for automatic design of fixtures: conceptual, configuration, and detail design. This paper focuses on the conceptual design stage. A methodology is presented by which the part shape, part features, and cutting force field are analysed to generate conceptual designs of fixtures.     

组合夹具结构设计自动化系统研究

在广义映射原理指导下,开发了支持“top-down”风范的组合夹具设计自动化软件系统。在对零件夹持特性分析基础上,提取夹具需求信息,建立了组合夹具的功能要求集合,并对组合夹具功－构映射关系进行了全面分析,对组合夹具概念结构实施多方案重构,并进行了实例验证。为夹具结构设计自动化软件系统的开发探索出一条新的途径。     

基于知识模板的复杂产品设计重用方法研究

为实现复杂产品设计知识的莺用,提出了基于面向对象技术的知识模板概念.用统一建模语言建立了复杂产品设计阶段的功能-行为-结构模型.通过功能分解和结构映射,将功能信息和向何信息集成封装在一个类模板中.基于功能域、行为域和结构域三个映射域,设计了功能分解算法,从而形成可重用知识.知识模板通过组成模板的静态和动态知识提取并加以综合获得,利用相似度数值的计算进行模板的选择与匹配.最后以叉车产品功能分解和结构映射所形成的知识模板,说明了所提出的设计重用方法的实际应用.     

基于UG NX的球孔加工夹具设计

以航空零件球孔加工夹具设计为例,介绍了应用UG NX8.O软件进行夹具设计及三维建模的方法,通过创建夹具三维模型,采用自上向下的装配方式完成夹具的装配及夹具体不同位置的调整,阐述了UG软件WAVE几何连接器的功能,同时介绍了软件的强大建模、工程制图功能以及分析计算功能,应用该软件提高了设计质量,缩短了开发周期,提高了企业的自主研发能力和竞争力.     

夹具规划技术研究

在计算机辅助夹具设计过程中,探讨了夹具规划的实施方法。考虑了从早期概念设计阶段到后期结构设计阶段多方面的因素,提出了夹具单元构形设计的概念,由此讨论了给定定位表面后夹具结构多方案的生成和优化。这种设计过程为夹具设计自动化提供了一种新的、自顶向下的设计途径。最后通过实例进行了分析验证。