绿色制造中刀具选择决策方案的模糊综合评价

绿色制造是目前制造业研究的热点问题之一。刀具的合理选择是提高切削加工的绿色化程度的重要途径之一。现已建立了一种集时间、品质、成本、能源消耗和环境影响等五大决策目标的面向绿色制造的刀具选择数学模型及评价体系;采用了模糊综合评价方法对模型进行了求解;结合选择一个面向绿色制造的齿轮滚刀的例子,对该决策模型的应用和求解进行了说明。     

绿色刀具设计的概念及关键技术

介绍了绿色刀具设计的概念及绿色材料选择技术、面向可拆卸设计技术、面向可回收设计技术、绿色刀具评价方法等关键技术 ,指出绿色刀具设计与制造技术的应用将引起刀具产业的深刻变革。     

面向绿色制造的刀具优化选择研究

绿色制造是实现制造业可持续发展的新型制造模式.刀具的合理选择是绿色制造的关键,是提高产品绿色性能的有效手段.分析了基于绿色制造的刀具选择的目标和约束因素,建立了一种综合加工时间(T)、加工质量(Q)、生产成本(C)、资源消耗(R)、环境影响(E)五大目标的多目标定性与定量相结合的优化模型.采用层次分析法和灰色关联法对模型进行求解.结合一个齿轮加工过程中面向绿色制造的刀具优化选择为例,说明该优化选择方法的可行性和有效性.     

高速切削绿色刀具选择评价体系的研究

传统刀具选择决策方案中追求的目标变量主要可归纳为3类：时间T、质量Q、成本C，而在绿色刀具选择决策方案中，显然只考虑以上3个目标是不够的，应该把资源消耗因素R和环境影响因素E作为重要因素考虑。本文所述的建立绿色刀具选择决策方案评价体系框架，对实际工作具有一定的指导意义。     

面向绿色制造的切削加工刀具评价与优选研究

绿色制造是一个综合考虑环境影响和资源效益的现代化制造模式,也是制造业可持续发展的重要保障。刀具的合理选择是提高切削加工绿色性能的关键。基于绿色制造的理念,建立以加工时间T、加工质量Q、加工成本C、资源消耗R和环境影响E为指标的刀具选择评价体系和数学模型,采用三角模糊层次分析法和灰色关联分析法对模型进行求解。结合某企业的电梯零件铁芯切削加工过程中刀具的优化选择为例,验证该方法的可行性和有效性。     

面向绿色制造的工艺规划支持系统及应用

针对绿色制造研究中缺乏明显改善环境友好性的实用方法和工具的问题,开发了一种面向绿色制造的工艺规划支持系统。该系统主要由工艺要素选择、工艺过程优化和工艺方案绿色性评价3个功能模块,以及相应的模型库组成。支撑数据库主要提供各种绿色特性数据,包括工艺绿色特性数据库、工艺清单数据库、机床数据库、刀具数据库和切削液数据库等。在数据库和模型库的支持下,对工艺过程中的原材料消耗、辅助原材料消耗、能量消耗和环境排放物等进行优化和评价,从而辅助工艺人员优化和改善产品和零件制造过程的绿色性。通过某机床厂齿轮工艺过程的规划实例,验证了该系统的可行性。     

系统层次灰关联分析模型在机械产品决策中的应用

针对机械产品的相对性、多目标性和多解性，根据系统可分性原理，建立系统层次灰关联分析模型。充分利用各影响因素的原始数据，对产品进行综合评价和优劣排序，为客观、科学地决策提供理论依据。     

产品协同创新开发的决策模型与灰关联分析

设计决策与分析评价是设计工作中密切相关的两项工作。提出了支持产品协同创新开发的决策模型，并分析其决策过程。建立了产品方案分析评价指标体系及灰关联分析评价模型，提供对产品的协同创新开发方案分析、优选的决策支持。研究了基于层次分析法的加权灰关联分析方法．改善分析评价的可信度和可靠性。研制方案分析评价系统，给出了断路器机构系统协同创新方案分析评价实例。应用表明了决策模型和分析方法的正确性及高效性。     

基于B/S的刀具使用寿命评价体系和方法的研究

首先建立了基于B/S(浏览器/服务器Browser/Server)的刀具使用寿命评价体系结构,形成评价体系数据库,并应用层次分析法确定评价指标的权重;然后通过Internet网从各企业收集刀具使用寿命数据信息添加到数据库中,应用粗集理论的模式识别方法对数据信息去除冗余条件属性和进行决策规则简化,简化后它仅包含那些在决策时所必需的条件属性值,但它具有原始知识系统的所有知识。在此基础上应用灰色关联理论方法进一步对刀具使用寿命进行决策排序;最后开发了基于B/S的刀具使用寿命软件,并通过实例进行了验证。     

磨削工艺综合评价指标体系的AHP灰关联分析

介绍了磨削工艺综合评价指标体系的塔式结构,即顶层为磨削工艺绿色度目标,上层为资源、能源、环境、成本、生产效率、人文管理6个分目标.中层为分目标下的18项准则,底层为指标内容.磨削工艺综合评价指标体系各层的权值采用"1-9比率标度法"构建比较判断矩阵,由特征向量确定.然后运用灰色系统理论中的灰关联评价模型对磨削工艺体系指标进行灰关联度排序、分析.该评价模型经过实例验证,证明了它是一种行之有效的分析方法.能为定量评估磨削工艺绿色度,调整磨削工艺参数,制定绿色磨削工艺决策提供了科学依据,并且具有可推广价值.     

基于AHP-Fuzzy算法的刀具管理信息系统适用性评估

本文从用户需求出发,针对刀具管理信息系统的适用性进行研究。建立了刀具管理信息系统适用性评价指标体系,用层次分析法确定指标权重,用模糊综合评判理论进行综合评估,并给出了应用实例。     

复杂曲面五轴加工干涉检查的研究

针对复杂曲面五轴数控加工刀具干涉检测算法复杂且效率低的问题,提出了基于空间三维坐标系变换原理的刀具干涉检查方法,即通过计算曲面上的点在刀具局部坐标系中刀具投影区域内的坐标值与刀具的位置关系来判断是否发生干涉。该方法能够同时检查局部干涉和全局干涉,大大减少计算量,提高检测效率和数控加工效率。为避免干涉,针对不同的干涉形式给出了不同的刀具姿态调整旋转轴和旋转角。通过实例验证了所提方法的可行性和有效性。     

[设备健康管理]基于机床信息的加工过程刀具磨损状态在线监测

为实现刀具磨损状态的在线监测,提高监测系统的实用性,提出一种基于机床信息的加工过程刀具磨损状态在线监测方法。采用OPC UA通信技术在线采集与存储数控机床信息,得到与磨损相关的机床内部过程信息,并基于这类信息与相应的刀具磨损信息,利用卷积神经网络建立了刀具磨损状态识别模型。应用案例证明了该方法的监测性能,与其他传统监测方法相比,该方法更适用于实际的生产加工。     

Pro/E平台下装配工具库的建立与使用

给出了建立装配工具库的框架结构,详细论述了装配工具信息模型建立的方法,给出了搜索工具的算法流程．提出了信息继承的方法以方便工具库的使用。并以Pro／ENGINEER为平台,使用其二次开发工具Pro／TOOLKIT开发出了装配工具库的应用系统。     

数字孪生驱动的数控铣削刀具磨损在线监测方法

针对数控铣床不断老化导致刀具磨损预测模型误差较大,加工过程中动态数据难以在线采集等问题,提出一种数字孪生驱动的刀具磨损在线监测方法。采用神经网络对加工过程中的多源数据进行特征提取,建立考虑机床老化的刀具磨损时变偏差量化模型,并在此基础上提出数控铣削刀具磨损的在线预测方法;开发了面向刀具磨损的数控铣削数字孪生系统,在线感知加工过程中的动态数据并实时仿真刀具磨损过程;最后,将该方法应用于实际加工中并与其他的预测方法进行了对比,结果表明该方法有效降低了机床老化带来的误差,实现了刀具磨损的精确预测。     

圆柱齿轮滚切倒棱刀具设计

针对实际生产中圆柱齿轮的高速齿廓倒棱需求,提出了连续切削的滚切倒棱新方法,完成了滚切倒棱刀具廓形设计。首先参考圆柱齿轮滚齿加工运动,建立刀具与齿轮的初始位置关系及刀具安装位姿坐标系,并通过倒棱参数与所建的安装位姿坐标系计算刀具安装位姿参数;其次根据倒棱运动及刀具安装位姿,建立空间运动坐标系并推导坐标系间的变换关系,通过连续求解刀具前刀面与齿轮倒棱目标廓形的接触点,提出刀具廓形计算方法;最后选取某型号的圆柱斜齿轮为倒棱对象,利用切削仿真软件完成齿轮及滚切倒棱刀具的三维建模,通过编写仿真运动程序实现倒棱切削仿真,在此基础上利用倒棱机床进行加工实验。仿真及实验结果表明,所设计的倒棱刀具能够满足圆柱齿轮的高效齿廓倒棱需求,也验证了刀具廓形计算方法的正确性。     

高速加工中HSK工具系统刚度的研究

高速加工中HSK工具系统刚度直接影响加工质量和加工效率。基于材料力学理论及有限元法对HSK工具系统刚度进行了理论分析和数值模拟及仿真计算,给出了HSK刀柄变形转角——弯矩的计算公式,揭示出HSK工具系统刚度变化的基本规律,为合理使用HSK工具系统,使其发挥最大效益提供了理论依据,同时对开发我国自主知识产权的新型工具系统具有重要的理论意义和实用价值。     

基于特征的数控刀具分类体系及编码系统研究

通过对数控刀具相关信息的分析,明确了数控刀具典型的工艺特征、公共特征和固有特征,并依据数控刀具的相关特征构建了完善的数控刀具分类体系。同时,结合数控刀具管理的相关信息和实际需求,分析了数控刀具型号代码在实际刀具管理过程中的不适用性,并采用字母、数字以及数控刀具特征信息相结合的柔性编码方式,研究开发了一套包含数控刀具典型特征信息和管理信息的数控刀具选择与管理编码系统。该系统为在实际生产中实现数控刀具的合理选择和有效管理提供了参考和依据,也为企业开发自己的刀具管理系统提供了可行条件。     

Development and Polishing Process of a Mobile Robot Finishing Large Mold Surface

□ A novel self-determination polishing robot finishing large mold free-form surface is developed, and the finishing process method is researched. Contrary to traditional approaches, our premise is that a large mold surface can be polished by using a small robot. This robot system is mainly composed of a polishing robot part, a computer system and a visual positioning system. A type of robot with four uniform distribution wheels was designed, which has two driving wheels and two driven wheels. Active compliant control of the polishing tool was provided by a pneumatic servo system, and a new special compliant abrasive tool was proposed on the basis of robot characteristics. The process planning steps consisted of subdividing the free-form surface, choosing an abrasive tool, planning the polishing path and optimizing machining parameters. Based on the orthogonal experiment and the grey relational analysis method, the optimal parameter combination was obtained for polishing force, tool speed and feed rate. Aiming to polishing times, the surface roughness method and polishing efficiency method were studied in detail. The polishing experiments were carried out in the robot using process parameters obtained by the efficiency method. These research results provided significant theory foundation and experimental data for a mobile robot planning polishing to realize intelligible process parameter selection.     

面向复杂刀具CAM模型的刀轨智能获取系统研究

针对复杂刀具CAM模型刀轨工艺信息获取的问题,提出了一种基于NX平台的刀轨智能获取方法,搭建多平台系统集成的总体框架,分析了系统实现的关键技术,实现了NX CAM功能模块的扩展,并以某刀具零件为例,验证了刀轨智能获取系统的可行性。