数控机床总体方案的创新设计

本文首先从适应市场竞争对机床产品创新的需求,FMS对开发全新形式系统适应型机床的需求及并联原理数控机床应用等三个方面,讨论了机床总体设计方法需要变革的迫切性。同时介绍了一种新型机床运动功能方案设计方法,包括以刀具、工件信息为输入的机床运动方案创成式设计,基于基本运动功能方案的变异式设计,并联驱动置换设计。然后,从运动功能分配,结构布局设计,总体结构方案模型设计,总体方案概略尺寸设计,总体结构刚度及精度分配,总体结构方案综合评价等方面论述了数控机床总体结构方案设计方法。最后介绍了上述方法的应用实例。     

活塞生产线中复合专机的结构布局形态方案创成

研究了概念设计阶段活塞生产线中复合专机的结构形态创成方法。先综合分析了活塞加工工艺路线，根据复合专机所实现的工序方案，确立了复合专机的基型机的运动及结构形态方案，然后根据生产线及工艺的需求，创成设计出复合专机的结构形态方案，为活塞加工生产线中复合专机的详细设计提供依据。     

一种可变式机床总体结构方案设计方法

以刀具和工件加工表面为输入信息，首先给出机床运动功能方案的创成式设计方法，然后以运动功能方案为基础，提出一种可变式机床总体结构方案的设计方法，并以片铣刀加工自由曲面为例加以介绍。     

基于创成设计思想的可重构机床模块设置方法

建立合理的功能模块群是实现可重构机床方案重构的关键,基于创成设计方法建立了以镗铣加工为主的机床结构形态方案图谱,解决了机床模块划分时机床结构形态方案不足的问题。通过对机床结构形态方案的分析,划分出机床概念结构模块群;依据可重构机床模块功能自治原则,建立了机床概念功能模块群;将机床的概念功能模块、运动功能及被加工零件的工艺方案联系起来,建立了以工艺方案为依据的可重构机床功能模块群设置方法,并以某变速箱壳体件加工为例验证了该方法的可行性。     

一种可变式机床总体结构方案的设计方法

:以刀具和工件加工表面为输入信息 ,首先给出机床运动功能方案的创成式设计方法 ,然后以运动功能方案为基础 ,提出一种可变式机床总体结构方案的设计方法 ,并以片铣刀加工自由曲面为例加以介绍     

机床运动功能模块的创成及装配

着重阐述了机床运动功能模块的创成方法、参数描述、几何约束关系及装配关系,并开发了相应的机床总体结构布局方案CAD软件系统（MGSCAD）,给出了应用实例。所开发的软件系统可实现机床总体结构布局的自动、快速设计。     

钢坯试样铣磨床总体方案的创新设计

阐述了铣磨床总体方案的创新设计,针对钢坯检测试样高效率、高表面质量的加工要求,采用组合创新的方法,提出了在同一机床上实现铣削、磨削复合加工的工艺原理方案,并且机床的磨削加工采用了现代砂带磨削.通过分析机床的各种运动功能,设计了机床的运动方案.对于机床的总体结构布局,采用结构变异的方法,确定其为定梁龙门式框架结构.结果表明,通过总体方案的创新,实现了机床的独特性设计,所设计机床性能优良,很好地满足了钢坯检测试样的加工要求.     

基于NURBS的NC机床运动方案创成设计系统研究

本文在分析计算ＮＵＲＢＳ曲面单位法矢量的基础上,提出ＮＣ加工系统方案创成设计方法,采用平移、旋转和固定等概念模块,准确地表达ＮＣ机床运动模型,采用链表结构表达ＮＣ机床的运动设计方案,采用ａｇｅｎｔ技术实现方案的创新设计。     

面向五轴数控机床的可视化方案设计

五轴数控机床是1种具有战略地位的加工设备,其功能和成本很大程度上决定于机床的方案设计.采用可视化设计的方法对五轴机床实施方案设计.在简要介绍方案设计和可视化设计概念的基础上,详细叙述了基于ADAMS的可视化方案设计流程,包括机床运动方案及结构布局的初步确定、针对各方案进行运动模拟和对选定的方案进一步参数化仿真等内容.最后,以开发某五轴加工中心为例,按照所提流程进行了可视化方案设计研究,提出了龙门式、立式等3种运动方案和布局,并在运动仿真及优缺点对比分析的基础上,选定龙门式结构为最终的设计方案.     

一种夹具原型设计方法

概念设计是夹具设计自动化必不可少的一个阶段，也是一个瓶颈问题。目前研究者较少。针对这个问题，文章首先提出了面向创新的功能表面和广义定位原理的概念。在此基础上。选择实现工件的广义定位模式。通过提取三维信息和生成相应的功能表面来创成夹具原型。该项工作最后期夹具结构进化设计的基础。     

机械传动方案设计的状态空间法

以状态空间为纽带，将机械传动的原理运动方案与结构方案结合在一起，实现了计算机辅助方案设计的集成。在原理运动方案求解时通过扩大功能需求描述，引入相应的优化技术，实现了分解级数的自动确定，有效地界定了原理方案的解空间，避免了解的组合爆炸和众多无意义解的生成；由传递函数确定的结构集合的卡氏积运算实现结构的多方案设计，为相关设计提供一种新思路。     

Computer-based Creativity Enhanced Conceptual Design Model for Non-routine Design of Mechanical Systems

Computer-based conceptual design for routine design has made great strides, yet non-routine design has not been given due attention, and it is still poorly automated. Considering that the function-behavior-structure（FBS） model is widely used for modeling the conceptual design process, a computer-based creativity enhanced conceptual design model（CECD） for non-routine design of mechanical systems is presented. In the model, the leaf functions in the FBS model are decomposed into and represented with fine-grain basic operation actions（BOA）, and the corresponding BOA set in the function domain is then constructed. Choosing building blocks from the database, and expressing their multiple functions with BOAs, the BOA set in the structure domain is formed. Through rule-based dynamic partition of the BOA set in the function domain, many variants of regenerated functional schemes are generated. For enhancing the capability to introduce new design variables into the conceptual design process, and dig out more innovative physical structure schemes, the indirect function-structure matching strategy based on reconstructing the combined structure schemes is adopted. By adjusting the tightness of the partition rules and the granularity of the divided BOA subsets, and making full use of the main function and secondary functions of each basic structure in the process of reconstructing of the physical structures, new design variables and variants are introduced into the physical structure scheme reconstructing process, and a great number of simpler physical structure schemes to accomplish the overall function organically are figured out. The creativity enhanced conceptual design model presented has a dominant capability in introducing new deign variables in function domain and digging out simpler physical structures to accomplish the overall function, therefore it can be utilized to solve non-routine conceptual design problem.     

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。     

基于参数化的机床产品快速变型设计

在产品的概念设计过程中,融入参数化技术,实现大规模定制化产品的快速设计.针对机床产品,以UG为软件平台,结合V C 和SQL Server数据库开发机床产品参数化变型系统,并讨论从功能需求到结构参数模型的映射过程、主要结构特征尺寸参数化等关键技术,通过参数化实现产品级的机床快速变型设计.     

机械运动方案知识库的对偶矢量表达及型综合

简要介绍了机械运动系统方案设计知识库的结构和螺旋理论及对偶矢量表达。提出了知识库基本元素的对偶矢量建模方法。通过输入运动旋量和输出运动旋量表达机构的运动行为要求和设计需求。在运动方案的型综合中，需要进行两项工作：一是将各备选机构坐标转换为机器的通用坐标；二是将各备选机构的轴线首末端空间方位按组合的先后顺序对齐。为此给出了基于对偶矢量表示的坐标变换和线性变换公式。最后列举了一个实例验证螺旋理论在概念设计中的可行性和意义。     

一种专用药品封装机的概念设计

采用概念设计方法,建立了技术系统（即专用药品封装机）的功能结构,在求解出 各分功能作用原理的基础上,建立了系统解的形态学矩阵,通过解的不同组合得到 了专用药品封装机的多种设计方案,优选后得到最佳方案。     

基于装配概念模型的装配体建模方法研究

提出了一种基于装配概念模型的装配体建模方法,该方法采用自顶向下的设计,先确定产品的基本功能,根据基本功能用机构简图初步进行产品概念设计,并逐步向具体能实现该功能的结构映射,得到产品的装配概念模型,然后以此模型为产品的骨架,完成各零件的详细设计。     

产品概念设计中方案实例的表达与方案生成

概念设计方案实例的知识表达关键是将CBR应用于产品概念设计。将行为信息引入公理化设计中，建立了扩展“之”字映射；在此基础上，构造了概念设计方案实例的知识表示模型——域结构模板；给出了基于域结构模板的多方案生成过程。以高速链式平缝机为例对所述模型和方法进行有效性验证。