面向用户的数控机床参数化设计系统研究

为提高数控机床生产企业的快速响应市场能力,在产品族设计和模块化设计思想的指导下,研究了参数化产品的规划方法,建立了数控机床产品平台;基于数据库开发技术与接口技术,搭建了产品数据库并实现了与设计平台的数据交换;研究了参数化设计方法,并采用Pro/ENGINEER二次开发技术、自动建模与自动装配等技术方法,开发了数控机床系列产品的参数化设计系统,实现了从产品模块建模到整机装配的自动化过程,提高了产品设计效率,可快速响应用户的具体需求。     

基于用户需求的数控机床模块化设计系统研究

本文针对数控机床制造业用户需求的多样化和个性化,提出了面向客户的数控机床模块化设计思路,结合数控机床的发展现状对数控机床模块的建模原理和技术进行研究,提出面向客户的基于产品全生命周期的模块划分方法,在获取客户需求的基础上针对数控机床进行模块模块化设计,并给出了模块化设计的实例。     

基准定位的自动装配技术

提出了一种全新的模型自动装配策略,设计了具有通用性和完整性的产品自动装配模型,该模型引入装配接口概念,从装配关系出发,将产品自动装配模型划分为装配接口模型、定位关系模型和产品装配关系模型三个层次,主要解决装配信息的提取和独立于产品模型进行表达的问题。该技术也适用于模块化设计技术中接口模块的设计和实现,并可与现有的其它CAD技术结合使用。     

基于多域互用的数控机床模块化配置设计

为实现数控机床各级功能部件的选型优配设计,提出一种多域互用的数控机床模块化配置设计方法。通过机床功能部件的机电液属性池定义模块,根据模块的隶属与层次关系创建产品偏序模板。定义关键模块、相关模块、虚拟模块,以表征各模块的优先级与重要性。根据零部件选型与优配约束,确定模块的实例化规则。由可比属性间的模糊隶属度推算两模块相关性,通过Karhunen-Loeve变换遴选出关键模块,根据支持矢量机多分类实现产品树重构。由布局设计促进模块实例化,由结构变异实现难直接重用零件的互用,根据设计需求输出模块化物料清单与装配体,最终实现多域互用的模块化配置设计。开发了模块化配置设计原型系统,应用于HMS系列某卧式加工中心设计,结果表明,通过属性—模块—模板的层级映射将已有的数控机床设计拓展到布局域—选配域—变异域多域互用的模块化配置设计,扩大了零部件借用范围,降低了不同布局的产品族间的非标件比率,有利于提高数控机床的设计效率和质量。     

岸边集装箱起重机金属结构数字化设计技术

研究了岸边集装箱起重机参数化设计和模块化设计的方法,采用产品参数化设计、主要部件自动装配、专家设计系统及识别记忆、多系统设计平台数据自动调用与共享、以及智能化模块集成与扩展等技术,开发了岸边集装箱起重机系列产品金属结构模块式参数化设计系统,采用完全程序化参数建模的方法,将参数化设计思想扩展到工程图,实现了工程图的自动调整,改变了传统的2D设计手段,大幅度提高了岸边集装箱起重机金属结构的设计效率与质量,缩短了新产品的开发周期,具备了快速响应个性化的市场要求的能力。     

面向生产线的全自动微小零件装配系统研制

为面向生产线实现微小零件的全自动装配,对装配前自动上料、装配后零件的自动锁紧、机械臂模块设计和装配过程中零件视觉定位策略等问题进行了研究。首先,系统采用模块化设计结构,设计了装配作业模块,视觉测量模块,装配平台模块和上料平台模块四部分,为适应生产线操作实现自动化装配,设计了自动上下料模块。然后,为实现多种零件的稳定拾取和装配设计了集成力传感器单元和柔性单元的机械臂,同时设计了锁紧夹具能够实现零件装配后的自动锁紧。最后,针对零件制定合理的装配策略,利用视觉测量的方法获得零件的位置和位姿信息实现零件的装配。实验结果表明:该装配系统可以实现微小零件自动装配的任务。     

基于装配特征模块的虚拟自动装配方法研究

针对如何确定装配环境下待装配体特征之间的装配关系,提出了装配特征模块化的虚拟自动装配方法.通过分析单一零件和子装配体的装配特征,将装配特征分类存储为不同的功能模块,采用继承的方法,利用装配数据模块和装配关系模块实现装配,由此保持了设计过程中产品装配特征数据的一致性.以标准渐开线直齿圆柱齿轮为例详细介绍了这种方法的实用性和优越性.     

数控机床模块设计中建模及运动仿真

按照模块化设计思想,利用图形技术和仿真技术,遵循工业设计原则,在数控机床模块划分的基础上,进行了三维参数化建模、单机拼装、单机空运动仿真的研究。     

高效加工中心及数控铣床关键支撑技术研究

是北京北一数控机床有限责任公司承担863计划课题。通过开展AE系列、XK（H）A21系列龙门产品的系列化、模块化设计研究，增加了系列机床变型产品的种类；通过对机床结构件、进给模块和主传动模块的优化简化，增加模块、功能组件及零件的通用性，完成了龙门系列产品高速主传动的研究开发、弧面凸轮的设计及加工制造、重型机床高速进给技术的研究开发、立卧转换头结构及立卧头自动转换、五面加工的编程等多项关键技术的研究开发。     

模块化产品装配变型设计方法研究

为了生成满足用户个性化需求的产品装配方案,提出了通过模块替换完成产品装配变型设计的方法.在产品模块化设计基础上,建立了模块化产品的装配信息模型.在变型设计中引入了参照标签(RT)的概念,用以描述替换模块的配合约束和在装配体中的空间位置.最后以并纱机为例开发了软件系统,能够根据用户的个性化需求快速生成可行的产品装配设计方案,生成数字化预装配效果图.     

一种自动计量装置设计研究

通过对于粒度不均匀、流动性差的物料进行小包定量包装的研究,设计出一种自动计量装置。针对物料特点及传统充填方式影响计量的因素,综合容积法高效率和称重计量高精度的优点,设计出一种容积与称重一体化分装计量装置。通过讨论装置工作流程和工作原理,基于模块化设计理念就装置各个结构模块进行了设计,重点就称重式计量模块进行了详细的计算研究,同时利用Solidworks软件对设计装置进行装配建模,为机构优化设计提供了依据并达到了设计要求。     

基于模块化设计理论的自动钻铆系统设计

根据模块化设计理论,设计了一种飞机壁板装配自动钻铆系统,实现了飞机钻铆自动化.首先对模块化设计概念及其特点进行了简要阐述,指出模块化设计的一般步骤;然后按功能要求对自动钻铆系统进行模块划分;最后设计了相应模块的机械结构,并对自动钻铆系统中最重要的末端执行器模块进行了较深入的探讨.     

方形商标自动钉缝装置的结构设计与力学分析

根据方形商标的钉缝工艺要求,采用模块化设计思想,针对取标模块、放标模块、定位模块及钉缝模块等多个不同功能的结构模块进行合理优化空间布局,并设计了一种适用于不同规格方形商标的自动钉缝装置,其整体结构紧凑,模块之间的配合与协调合理.运用Solidworks软件对方形标签钉缝机构的各个模块进行三维建模并装配,采用ANSYS软件对方形标签钉缝机构的关键零部件进行有限元分析,并验证了设计的合理性.     

可重构DC插头端子全自动装配机的开发

首先指出了运用可重构思想,模块化设计开发自动装配机的应用前景及优势。接着介绍了可重构自动装配机的整体方案以及具体的模块划分。然后介绍了工作台结构以及步进电机控制。最后给出了可重构自动装配机整机的气动系统原理图。     

数控机床零点定位模块化夹具系统参数化设计

在统一工艺基准的前提下设计了一套零点定位模块化夹具系统,使其可以快速地完成工件的精确定位与夹紧。针对零点定位模块化夹具系统在生产实际的应用情况,基于NX软件二次开发的基本原理完成了夹具系统关键零部件的参数化建模,主要的研究工作包括:对话框的设计、应用程序的编写以及菜单脚本文件的编写。通过对零点定位模块化夹具系统的参数化设计研究,使夹具系统可根据生产实际的基本情况迅速地调整和装配,大幅提高数控机床的工作效率,同时为产品的自动化生产奠定了基础。     

基于适应性装配特征的自动装配技术研究

装配设计是现代CAD技术中的一个重要组成部分,但其中对零部件自动装配的研究还相对薄弱。笔者在研究参数化设计和装配建模的基础上,提出了基于适应性装配特征的零部件自动装配方法,根据适应性装配特征来确定零部件间装配关系和装配对象的主参数,以便适应调整装配对象姿态、完成自动装配、提高装配设计的速度和效率。根据以上研究开发的基于CATIA平台的导管焊接夹具自动装配模块,验证了该方法的有效性和实用性。     

岸边集装箱起重机大车机构数字化设计平台研究

提出了一种岸边集装箱起重机大车机构的模块化设计和参数化设计的方法,并采用了产品的参数化设计,主要部件的自动装配和智能化模块的集成与扩展等技术,开发了岸边集装箱起重机系列产品大车机构的模块式参数化设计平台。通过该设计系统大大缩短了港口机械产品的开发周期,对机械产品自主研发具有重要意义。     

面向专用模块设计的通用模块元件信息建模

针对传统通用模块元件信息建模存在的设计信息不完整、关联性差、无法有效用于专用模块设计等问题,以面向液压集成块设计的液压元件库为研究对象,提出一种面向专用模块设计的通用模块元件信息建模方法.该方法将相关设计参数信息记录于数据库中,同时又和三维模型中的几何特征相关联,专用模块设计系统通过调用几何模型并从数据库中读取参数信息,实现通用模块元件在专用模块上的自动装配、辅助孔特征创建及元件关联设计信息的实例化,从而为实现专用模块的快速高效设计奠定基础.     

基于KBE技术的桥式起重机模块化设计系统

为了重用已有的设计经验和知识、缩短产品开发周期、降低产品成本,将知识工程技术与模块化技术相结合,开发了基于KBE技术的桥式起重机模块化设计系统。根据模块化设计原理,在功能分析的基础上划分桥式起重机的各级模块;利用知识工程技术建立了桥式起重机的知识库;以三维设计软件SolidWorks为开发平台,建立桥式起重机各级模块的三维参数化模型库和二维工程图库,并采用Excel数据库存放驱动三维模型所需的尺寸参数。在Visual Studio.NET平台上利用VB语言调用SolidWorks的应用程序接口函数进行二次开发,从而实现不同模块的自动装配和模型尺寸的参数化驱动,即实现了产品的横系列和纵系列模块化设计。以卷筒模块为例,说明用户如何在系统界面的引导下完成模块选择、模块组合和设计计算等环节,实现基于KBE技术的卷筒模块化设计。     

基于多色集合理论的模块化工业机器人组合建模研究

提出一种基于多色集合理论的模块化工业机器人组合建模研究方法,研究了模块化机器人的形式化方法,在多色集合理论的元素、统一颜色、个人颜色以及多色图等概念的基础下,建立了模块化工业机器人功能模型、方案元库和推理矩阵,实现了从产品初始功能需求到方案元表示的原始方案集的形式化推理过程。每一类的模块,都可以设计成为不同数值的尺寸和类型,这些不同类型和尺寸的模块构成一个模块库,基于多色集合理论建立的模块库易于形式化描述和推理,推动了方案创新和候选机构型的自动生成。