可重构机床及其关键技术

文章首先介绍了可重构机床的概念，讨论了它的基本特征和优点，接着论述了可重构机床的关键技术，最后对在我国发展可重构机床提出几点建议。     

可重构机床设计

为实现机床整个生命周期的可重构性，给出了可重构机床设计的基本原理。根据并行工程理论，提出了一种基于工艺规划与机床配置并行完成的可重构机床设计方法，将机床整个生命周期的配置／重构设计过程分解为几个相互关联的子过程。针对各子过程的实现，以气缸体类零件加工为例，给出了相应的理论和方法，即设计可重构机床的几个关键使能技术。     

可重构机床整个寿命周期的配置设计方法

提出了一种在可重构机床配置设计的初期，对机床整个寿命周期的变化需求(零件混流和产量)，生成经济的经过整个寿命周期所有需求阶段的配置路径的方法。建立了固定需求阶段的机床成本模型，并利用整数线性规划方法得到固定需求阶段的可重构机床最佳配置；提出了可重构机床配置相似性概念，在此基础上，利用改进的遗传算法生成固定需求阶段的可选可重构机床配置方案；通过计算相邻需求阶段的机床配置相似性来评价可重构性，并再次利用改进的遗传算法获得经过可重构机床整个寿命周期所有需求阶段的最优配置路径。     

一种可重构机床设计方法研究

从可重构机床的设计理念出发。通过构造可实现车、铣、镗、钻等切削功能的结构模块群，提出了一种可重构机床的数字化原型样机。给出了该可重构机床的实现方法。事例研究表明，提出的可重构机床方案可以通过其结构和功能的重构。实现不同特征和批量零件的加工。为可重构机床的设计和研究提供一条思路。     

可重构机床模块化设计技术研究

可重构模块化机床是可重构制造系统的主要组成部分,其设计方法是实现制造过程可重构的关键。本文对可重构机床的模块化设计方法进行了探讨,系统分析了可重构机床区别于传统机床的模块化设计和特点。阐述了实现可重构机床模块化设计的关键技术难点,间接勾画了可重构机床的模块化设计理念,接着论述了可重构机床应着重加强研究的内容。     

可重构机床模块化设计技术研究

可重构模块化机床是可重构制造系统的主要组成部分,其设计方法是实现制造过程可重构的关键.本文对可重构机床的模块化设计方法进行了探讨,系统分析了可重构机床区别于传统机床的模块化设计和特点.阐述了实现可重构机床模块化设计的关键技术难点,间接勾画了可重构机床的模块化设计理念,接着论述了可重构机床应着重加强研究的内容.     

可重构机床模块化设计技术研究

对可重构机床的模块化设计方法进行了探讨,分析了可重构机床与传统机床的模块化设计的区别.阐述了实现可重构机床模块化设计的关键技术难点,间接勾画了可重构机床的模块化设计理念,同时也论述了可重构机床应着重加强研究的内容.     

可重构机床的模块化设计

可重构机床是可重构制造系统的重要组成部分 ,其设计方法是实现制造过程可重构的关键。本文对可重构机床的模块化设计方法进行了探讨 ,系统分析了可重构机床区别于传统机床的模块化设计方法和特点。针对可重构机床设计任务驱动、运动重构的需求 ,在对机床结构进行拓扑图抽象描述的基础上 ,基于螺旋理论对加工任务进行运动分析和机床运动建模 ,提出了一种可重构机床模块化综合的设计方法 ,以生成满足加工任务运动需求的机床重构可行方案。     

可重构螺旋球窝加工机床研究

可重构机床作为满足多品种、中小批量定制生产的新型机床,具有广泛的应用前景。文中结合可重构螺旋球窝加工机床的研发,研究了可重构机床的特点、设计原则与设计过程。提出可重构机床必须针对工序族的变化来进行重构策略设计,根据重构能力设计机械模块,采用PLC与触摸屏组合作为可重构机床控制系统,为可重构机床的研发提供了一种思路。     

电火花线切割机床可重构模块划分的理论和应用研究

分析了零件表面形成三要素确定机床的功能, 提出了以三要素模块为可重构粒度划分可重构机床模块的理论,用该理论容易使可重构机床的设计制造成本最低,为可重构机床的研究、设计和制造打下了比较好的基础, 并在可重构慢走丝电火花线切割机床设计中得到了应用。     

Cooperative optimization of reconfigurable machine tool configurations and production process plan

The production process plan design and configurations of reconfigurable machine tool (RMT) interact with each other. Reasonable process plans with suitable configurations of RMT help to improve product quality and reduce production cost. Therefore, a cooperative strategy is needed to concurrently solve the above issue. In this paper, the cooperative optimization model for RMT configurations and production process plan is presented. Its objectives take into account both impacts of process and configuration. Moreover, a novel genetic algorithm is also developed to provide optimal or near-optimal solutions: firstly, its chromosome is redesigned which is composed of three parts, operations, process plan and configurations of RMTs, respectively; secondly, its new selection, crossover and mutation operators are also developed to deal with the process constraints from operation processes (OP) graph, otherwise these operators could generate illegal solutions violating the limits; eventually the optimal configurations for RMT under optimal process plan design can be obtained. At last, a manufacturing line case is applied which is composed of three RMTs. It is shown from the case that the optimal process plan and configurations of RMT are concurrently obtained, and the production cost decreases 6.28% and nonmonetary performance increases 22%. The proposed method can figure out both RMT configurations and production process, improve production capacity, functions and equipment utilization for RMT.     

可重构控制器的硬件架构

根据可重构控制器的特点,提出了以DSP及CPLD为核心的可重构控制器硬件架构,并将可重构控制器重构为六轴运动控制器。运动控制器完成内部位置环算法及多轴同步,实现高速、高精度控制。     

A feature-based generic setup planning for configuration synthesis of reconfigurable machine tools

Reconfigurable machine tool (RMT) plays a vital role in reconfigurable manufacturing systems creating modularity, convertibility, reusability, and scalability in systems. RMT also needs to be characterized for multiple spindle orientations. Different tool positioning requirements (spindle orientations) arising with a part or a part family can be associated to synthesize and customize the RMT configuration. In this paper, we have proposed a new approach of generic setup planning (GSP) for RMT configuration synthesis. From the feature-based computer-aided design data, machining features are grouped according to their tool approach direction in GSP. To support its implementation, an enriched machining feature definition is also introduced. A new algorithm is developed for automating GSP generation and verified against a standard case study.     

快速制造模具技术

由新产品设计迅速形成高效、低成本、优质的批量生产并抢占市场，能否快速制模(RT)尤其是快速制造金属模具(RMT)是关键。RT技术在硅肢、树脂等软模快速制造方面已取得长足进步，目前正向快速制造金属硬模尤其是直接快速制造金属模具(DRMT)方向迅速发展。介绍了快速制模尤其是快速制造金属模具技术在材料、工艺、设备方面的研究进展，以及RMT技术与高速铣削技术(HSM)各自的优势，并探讨了与其竞争中面临的关键问题。     

可重构机床整个寿命周期的配置设计方法

提出了一种在可重构机床配置设计的初期 ,对机床整个寿命周期的变化需求 (零件混流和产量 ) ,生成经济的经过整个寿命周期所有需求阶段的配置路径的方法。建立了固定需求阶段的机床成本模型 ,并利用整数线性规划方法得到固定需求阶段的可重构机床最佳配置 ;提出了可重构机床配置相似性概念 ,在此基础上 ,利用改进的遗传算法生成固定需求阶段的可选可重构机床配置方案 ;通过计算相邻需求阶段的机床配置相似性来评价可重构性 ,并再次利用改进的遗传算法获得经过可重构机床整个寿命周期所有需求阶段的最优配置路径。     

模拟主用户攻击情况下的压缩宽带频谱感知

由于ADC采样速率的限制,特别是在恶意用户试图模拟主用户(PU)以阻止次用户(SU)接入空闲授权频谱的情况下,使得认知无线电网络(CRN)中的宽带频谱感知技术面临着极大的技术挑战。针对这些问题,本文提出一种基于随机矩阵理论的压缩宽带频谱感知方法(RMT-CWSS)。RMT-CWSS算法利用随机矩阵理论直接对压缩观测数据进行处理,无需重构出原信号即可实现对宽带频谱进行感知。同时,为了减轻次用户在数据获取和频谱感知过程中的开销,本文提出一种基于传感器节点(SN)辅助感知的合作频谱感知架构。理论分析与仿真结果表明,在存在恶意用户模拟主用户进行攻击的情况下,与传统的基于RMT的宽带频谱感知方法相比,该算法具有复杂度更低、感知性能更好、更稳定等优点。