零件工艺知识建模及其相似性度量方法研究

针对计算机辅助工艺规划系统中零件工艺设计知识重用的问题,提出一种适用于三维工艺知识重用的知识建模及相似性度量方法。通过分析零件工艺知识中三维几何特征的演变规律,提出加工元和加工元序列的概念。基于因素空间理论,分析工艺知识的信息本质,定义了工艺知识元并给出了知识元的因素集,以此构造出工艺知识空间表达模型。根据因素状态值的数据类型,将高维的知识元因素空间投影到三维度量空间,并给出三个维度各自的相似性度量函数。利用欧氏距离公式得出知识元的空间距离,归一化后得到知识元的相似性。     

几何演变驱动的机加工艺知识表示与推送

针对工艺设计过程中知识表示与推送困难的问题,认为加工特征的几何演变过程才是工艺知识的直接载体,提出了几何演变驱动下的机加工艺知识表示方法和以此为基础的工艺知识推送模型。对零件工艺实例的几何演变进行了表示,建立了描述其上加工特征形成过程的工艺知识模型;通过融入复杂网络理论建立了机加工艺知识网络模型,定义了工艺知识的推送过程,实现了根据特征工艺设计任务推送所需知识。通过应用实例验证了所提方法的可行性。     

基于模型定义的工艺知识表示及工艺决策方法研究

为了简便有效地在三维环境下表示工艺知识和提高工艺决策的自动化程度和灵活性,提出了基于模型定义的工艺知识表示方法及工艺决策方法。首先引入MBD技术,建立零件的工艺MBD信息模型,在该模型的基础上,进行基于规则的三维典型工艺知识表示,然后,在三维典型工艺基础上,以MBD模型为唯一依据,自动识别模型中几何特征信息和非几何信息,并以此为基础进行自动工艺决策,最后,通过实例验证了提出方法的可行性和有效性。     

基于MBD的飞机结构件数控加工方法

为解决飞机结构件数控加工工艺决策效率低下的问题,提出基于MBD的飞机结构件工艺设计方法。该方法采用MBD技术,在CATIA环境下对飞机结构件进行标注,通过特征识别技术提取相关加工特征的几何信息和非几何信息并进行刀轨规划,经后置处理导出NC程序并完成加工。     

基于NURBS方法的加工特征几何演变识别

针对机械加工的工艺知识挖掘困难问题,提出将从加工工艺中识别加工特征的几何演变过程作为加工工艺知识挖掘基础的理论。提出虚拟加工基准概念,构建工序模型的属性邻接图。通过模型表面的基准属性识别工序模型演变过程中的对应面序列;通过比较对应面的变化得到相邻工序的新增面、消亡面和保留面集合;通过比较保留面的NURBS参数表达式变化,识别被破坏面、形状变化面和形状不变面。提出加工特征几何演变识别算法,通过工序模型各个面的变化类型识别加工特征的几何演变过程。以典型零件工序模型实例验证了加工特征几何演变过程识别方法的有效性。     

多粒度机械加工设计意图建模方法研究

针对抽象的机械加工设计意图难以直接用于检索工艺知识,以及在应用中难以描述的特性,在论述加工意图的组成要素的基础上,提出了加工意图多粒度结构化描述方法。通过对加工意图属性域的描述以及结合二维流形的结构化加工拓扑描述,建立了多粒度加工意图在加工过程演变中的描述模型。最后以实例验证,表明多粒度加工意图建模方法的有效性与实用性。     

MBD模式下机动时间自动计算的实现

针对机动时间计算中存在的问题,提出了一种MBD模式下的机动时间自动计算方法。阐述了MBD模式下三维工艺设计系统原理及包含工时计算的功能框架;将计算参数分成切削参数、结构几何参数与辅助几何参数三类,并分别阐述了这三类参数的来源;提出了零件加工工艺过程的工序、工步、加工尺寸三个层次划分,并阐述了以零件、工序、工步、加工工艺特征、加工尺寸、计算公式及算法为组织对象的三维工艺系统信息模型。同时,详细说明了余量相关与余量无关结构几何参数的获取方法及机加时间的计算原理。最后,在.Net平台上开发实现了该系统,实现了机动时间的自动计算。     

基于加工特征的工艺信息重用方法

为便捷准确地添加工艺信息,提出了基于加工特征的工艺信息重用方法。利用面向对象的方法创建了工艺信息的层次化表达模型,将加工知识单元分为特征层、加工层和元素层进行组织与管理;创建了预定义加工特征与工艺信息的关联机制,以确保工艺信息的准确获取;分析了各类预定义加工特征的几何信息和边界属性信息,从而构建出特征的表达与组织方法;利用加工特征的匹配策略实现了工艺信息的快速添加,并基于实例验证了所提方法的有效性。该方法的实现可为工艺知识的重用与积累奠定基础,对推广智能化工艺设计的发展与应用具有重要意义。     

MBD环境下加工元的三维机加工艺设计方法

针对目前基于模型定义(Model-Based Definition,MBD)环境下三维机加工艺设计过程中出现的信息不一致问题,在MBD加工元的概念基础上,提出基于MBD加工元的三维机加工艺设计方法和设计过程。研究基于MBD加工元的生成方法,并在此基础上研究基于MBD加工元的工艺方法决策。基于工序模型的关联复制技术和布尔运算,建立基于MBD加工元的工艺模型。开发基于MBD加工元的机加工艺设计系统,并以飞机盒类零件为例验证所提方法的有效性。     

基于MBD的复合材料制造模型管理

结合复合材料结构的成型工艺特点,提出一种基于MBD的复合材料制造模型管理方法。首先分析了复合材料结构制造模型的组成,进而给出了基于MBD的制造模型定义。在此基础上,根据产品数据管理特点,通过建立流程管理、状态数据管理和人员管理模型实现了复合材料结构制造模型的管理,为模型的积累和重用奠定基础。基于MBD的复合材料制造模型管理方法有利于企业知识的积累和传承,将促进企业核心竞争力的提升。     

工艺数据驱动的加工演变特征快速建模方法

演变特征是工艺信息的载体，然而现有工艺模型以加工后特征表达为主，难以揭示加工过程演变特性。因此，提出工艺数据驱动的加工演变特征快速建模方法，旨在提高工艺设计准确性。首先，定义加工演变特征，构建动态与静态模型间几何关联机制；其次，基于时间维度创建加工特征演变信息模型，并阐述了其附属工艺数据的组织与管理方法；然后，建立加工截面与去除体之间的映射机制，提出了切削参数驱动演变特征几何模型的快速创建方法；最后，基于三维零件工艺设计系统开发加工演变特征创建模块，对提出的演变特征快速建模方法进行了有效性验证。     

基于MBD的零件工艺信息建模及系统开发

目前MBD的技术研究主要集中在工艺设计、标注标准化和虚拟装配等方面,对于如何创建有效的MBD工艺信息模型仍是亟待解决的问题。本文分析了基于MBD的零件工艺信息模型的组织结构和Solid Works如何表达与组织模型的非几何信息,提出一种基于MBD的零件工艺信息模型的建模方法,并运用Solid Works API函数和Visual Basic 6.0开发了基于MBD的零件工艺信息模型辅助设计系统。     

基于典型工序MBD模型的工艺路线决策研究

为了提高三维数字化制造工艺设计智能化水平,简化工艺路线决策过程,提出一种基于典型工序MBD模型的工艺路线决策方法.在制造特征分类的基础上构建了典型工序MBD模型,该模型融合了工艺决策规则、加工方法、机床和工装等工艺信息.通过加工特征与典型工序MBD模型匹配,减少了工艺决策步骤.为保证工序安排的合理性,定义加工元为最小信息实体,通过加工元的合并、排序,得到最优工艺路线.以飞机双面大框结构件的三维数字化工艺设计实例验证了所提方法的有效性.     

基于模型定义的工艺信息建模及应用

为实现基于模型定义技术在工艺设计中的应用,考虑零件制造的中间状态,以工序MBD模型为基本单位,通过加工特征将几何信息与工艺信息相结合,建立了面向工艺的MBD模型。然后以工序模型为载体,建立MBD的零件工艺信息模型。采用多视图方法,分别将三维标注信息按照专业类型和工艺规划过程进行划分和管理,并将工序模型进一步划分为实体层、扩展层和应用层。以一个工艺信息实例说明了基于模型定义的工艺信息建模在三维工艺规划系统中的应用。     

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。     

应用基于模型的定义技术建立三维工序模型研究

为了实现零件加工特征中间工序模型的快速生成,提出了一种应用基于模型的定义(MBD)技术建立三维工序模型的方法.分析了设计MBD模型与工艺MBD模型、工序MBD模型间的相互关系,结合数字化工艺设计系统,给出了三维工序模型中孔特征和规则凸台面特征的自动生成技术路线,论述了数字化工艺系统的功能框架及信息模型,并验证了应用MBD技术建立三维工序模型的可行性和有效性.     

产品设计的知识模型建模技术研究

针对传统CAD模型主要是几何模型的特点,提出建立基于产品几何模型的产品知识模型。详细叙述知识模型的知识表示、知识获取和知识重用方法。通过对知识的获取和重用,实现产品自顶向下的设计;运用知识模型的建模控制方法实现产品的设计控制。     

面向用户的非几何设计知识组织方法

为有效重用大量非几何设计知识,提出一种面向用户的非几何设计知识组织方法。讨论了产品设计知识及其类别,分析并总结了产品设计人员的知识重用模式,包括导航模式、参考模式和自动模式。提出了包含导航知识、知识地图和知识组件的设计知识组织方法。该方法能以符合用户习惯的方式提供设计知识,减少大量知识带来的信息过载现象。通过收集整理减震器、空气滤清器和油气弹簧的设计知识,对所提方法进行了验证和说明。     

面向航天产品的全三维产品KBE设计制造模式研究

全三维环境下知识工程的深入发展是设计制造领域智能化的重要研究内容。本文将基于模型定义技术(MBD)与知识驱动技术(KBE)相结合,按照航天产品设计标准,以统一的数字化设计制造数据规范建立知识驱动的产品设计制造平台,以MBD模型整合装备制造业产品设计和工装设计领域的三维设计模型、设计标准手册和设计经验,为航天产品生产提供知识积累、共享、重用的应用环境,使知识围绕产品设计过程成为可配置、可重用的资源。     

三维工艺设计中的工艺模型创建方法

针对目前机加工零件三维工艺设计存在的工序模型可读性及建模通用性差,生成效率低的问题,提出一种基于半空间相交法的工艺模型创建方法。首先对工艺MBD模型进行定义并确立了求解表达式。接着根据逆向建模思维,从设计MBD模型开始,对各道工序中的加工特征,进行特征识别与设计信息提取。然后运用改进的半空间相交及参数化建模方法,创建各道工序的制造特征体和工序MBD模型,并将最终生成的工艺MBD模型作为工艺文件输出保存。最后,以后桥差速器壳零件为例,对所提方法的可行性进行了实例验证。