多方法集成的凸轮轴磨削工艺智能优选研究

针对凸轮轴磨削加工具有工艺参数选择困难、严重依赖加工人员经验等问题,提出了基于粗糙集(Rough Set,RS)、层次分析法(Analytic Hierarchy Process,AHP)及基于实例推理理论(Case-Based Reasoning,CBR)等多种智能技术集成的凸轮轴磨削工艺智能优选模型算法流程、运行体系和实现方法。利用粗糙集理论的离散和约简算法获取到最具分类能力的特征属性集,定义组合赋权法由此获得特征属性的组合权重大小,分别采用基于实例推理方法和综合评价法对加工实例相似度和置信度进行计算。以某型凸轮轴毛坯加工为实例,验证了凸轮轴磨削工艺智能优选模型的有效性。     

凸轮轴数控磨削工艺智能应用系统研究与开发

针对当前凸轮轴数控磨削加工所面临的严重依赖操作人员经验、数控加工程序采用手工编制及制造企业对生产工艺信息化要求高等问题,提出并开发了满足凸轮轴企业生产制造信息化智能化要求的凸轮轴数控磨削工艺智能应用系统。该系统完整涵盖了凸轮轴数控磨削基础工艺数据库、工件特征自动分析、工艺方案智能优化、运动曲线优化、工艺实例推理和规则推理、工艺质量预报、磨削过程虚拟仿真、误差分析与补偿和数控代码自动编写等多个模块。该系统应用于实际生产的结果表明,该系统能够显著缩短数控磨削工艺系统的操作时间,有效提高整个工艺系统的柔性,降低生产成本。     

凸轮轴磨削加工速度优化调节与自动数控编程研究

为进一步提高凸轮轴的加工精度、表面质量和加工效率,根据X-C轴联动磨床的运动原理,建立了凸轮轴恒线速加工理论数学模型,依据该数学模型采用三次样条拟合插值法,建立了凸轮转速优化调节的数值计算模型。结合具体凸轮轴零件及其磨削加工工艺方案的具体参数,计算出机床各运动轴加工过程的运动数据,在确保无工艺故障的前提下,最终把各轴的运动数据自动转换为对应数控控制系统的数控加工程序,从而实现了凸轮轴磨削的自动数控编程。最后在CNC8312A数控高速凸轮轴磨床上,对钱江32F型号凸轮轴的进气凸轮和排气凸轮分别进行磨削加工试验,得到了预期加工效果。试验验证表明,该加工速度优化调节及其自动数控编程方法在理论上和实践上都是可行的,完全满足实际生产的需要。     

基于RBR-GA-BP集成的凸轮轴数控磨削工艺智能推理

磨削加工工艺方案智能推理一直是困扰制造企业的难题。当前选择磨削加工工艺方案的方式仍以传统的试切法和经验法为主。为此,提出一种基于规则推理理论(Rule-based Reasoning,RBR)、遗传算法(Genetic Algorithm,GA)和BP神经网络(BP neural network,BP)等多种智能技术集成的凸轮轴数控磨削工艺智能推理模型体系结构。建立了基于变量+事实+规则的三层结构体系,推理策略采用正、反向混合推理、置信度和活性度综合排序的方式来进行冲突消解;构建了5×12×8三层GA-BP网络拓扑模型,采用测试样本对模型进行测试,结果表明,85.42%的预测值的百分比误差处于±10%以内。以某型凸轮轴毛坯加工为例,验证了凸轮轴数控磨削工艺智能推理模型的有效性。     

凹面轮廓凸轮轴成形磨削工艺研究

分析带有凹面轮廓的凸轮轴(简称凹面凸轮轴)数控磨削加工难点,提出采用大砂轮与小砂轮复合数控成形磨削凹面凸轮轴新工艺。给出了小砂轮半径的计算公式,通过计算凹面轮廓的最小曲率半径,对比判断是否需要切换砂轮。详细分析了大砂轮与小砂轮复合数控成形磨削凹面凸轮轴新工艺过程,并在CNC8325B全数控凸轮轴超高速复合磨床上进行了高速磨削加工实验,实验结果表明,该工艺方法可以实现凹面凸轮轴轮廓的磨削成形加工,满足了加工精度要求。     

凸轮轴数控虚拟磨削技术研究

在分析凸轮轴数控虚拟磨削技术特点基础上,综合运用数据库技术、计算机编译技术和图像处理技术,开发了基于编译原理和图像处理的凸轮轴数控虚拟磨削系统.该系统采用链码跟踪方法记录图像的边缘轮廓,同时,结合数控加工的特点,通过误差分析实现凸轮轴轮廓的自动补偿.给出了系统开发关键技术的实现方法.实例表明,该系统为实现凸轮轴数控虚拟磨削提供了条件.     

凸轮轴数控虚拟磨削技术的研究

在分析凸轮轴数控虚拟磨削技术特点基础上,综合运用数据库技术、计算机编译技术和图像处理技术,开发了基于编译原理和图像处理的凸轮轴数控虚拟磨削系统,该系统采用链码跟踪方法记录图像的边缘轮廓,同时,结合数控加工的特点,通过误差分析实现凸轮轴轮廓的自动补偿.给出系统开发关键技术的实现方法.实例表明,该系统为实现凸轮轴数控虚拟磨削提供了条件.     

产品数字化设计的分层检索策略

针对机械产品数字化设计过程中设计实例检索困难等问题,在集成粗糙集理论与实例推理各自优点的基础上,提出一种基于粗糙集-实例推理的数字化设计实例分层检索策略,利用粗糙集理论的离散和约简算法实现对免耕播种机特征属性权重的自动计算,利用实例推理理论实现设计实例相似度的计算,建立分层检索过滤等级划分方法,大幅度提升设计实例检索的速度和精度。将分层检索策略应用于免耕播种机数字化设计,成功匹配设计实例,完成Pro/E三维造型。田间试验表明,样机能满足该类型免耕播种机的作业性能要求,验证了分层检索策略的有效性和可行性。     

基于局部特征的模具数控加工推荐系统

为了实现对已有数控工艺设计成果的有效重用,提出了一种基于局部特征匹配的数控工艺推荐系统模型,该模型利用局部特征级的三维极半径矩结合几何尺寸等其他几何语义信息建立加工几何特征,并对典型局部特征对应的数控工艺信息进行有效组织与表达,构建数控工艺案例库。设计了一种基于综合加权的加工几何特征的相似性度量方法,以此实现局部特征的检索与加工特征的准确匹配,并根据匹配程度定义数控工艺实例复用方法,结合用户加工需求,最终产生合适的数控工艺推荐方案。     

数控凸轮轴磨床的研制及实际加工研究

介绍凸轮轮廓磨削加工的数学模型及研制的数控凸轮轴磨床的机械结构,进行加工实验并讨论凸轮轴磨削的工艺参数。